CN107847192A - 具有卷动膜片的针筒 - Google Patents

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Abstract

卷动膜片针筒，包含具有用于与活塞接合的端壁的近端，具有开放式排放颈的远端，沿着纵向轴线在近端与远端之间延伸的侧壁，以及从端壁的中央部分近端地突出且配置为与流体注射器的活塞接合的活塞接合部分。活塞接合部分具有杆，杆具有附接到端壁的第一端，从第一端近端地延伸的第二端，以及相对于第二端径向朝外地突出的至少一个突出部。侧壁是柔性的，且当由活塞作用于其上时自身卷动，使得随着活塞从近端前进到远端，侧壁的外表面在径向朝内的方向上折叠。随着活塞从远端缩回到近端，侧壁的外表面在径向朝外的方向上展开。

Description

具有卷动膜片的针筒
相关申请的交叉引用
本申请要求申请号为62/152，511、题为“Syringe With Rolling Diaphragm”且提交于2015年4月24日的美国临时专利申请，和申请号为62/257，053、题为“Syringe WithRolling Diaphragm”且提交于2015年11月18日的美国临时专利申请的优先权，其公开通过引用以其整体整合于本文。
技术领域
本公开涉及医疗领域中使用的针筒，并且更特别地，涉及具有柔性侧壁的针筒，当由柱塞作用在其上时，柔性侧壁自身卷动，以选择性地用流体填充针筒和从针筒排放流体。
背景技术
在许多医疗诊断和治疗程序中，诸如内科医师的医疗从业者用一种或多种医疗流体对患者黑白相间注射。近年来，已经开发了用于医疗流体(诸如造影剂溶液(通常简称为“造影剂”)、诸如生理盐水的淋洗剂以及其他医疗流体)的加压注射的若干注射器致动的针筒和动力流体注射器，以用于程序中，诸如血管造影术、计算机断层扫描(CT)、超声、核磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)以及其他成像程序。总体上，这些流体注射器设计为以预设压力和/或流率递送预设量的流体。
典型地，动力注射器具有诸如活塞的驱动构件，其连接到针筒内的针筒柱塞。针筒通常包含刚性筒体，针筒柱塞可滑动地设置在筒体内。驱动构件相对于筒体的纵向轴线在近端和/或远端方向上驱动柱塞，以将流体抽到针筒筒体中或从针筒筒体递送流体。
众所周知的是，医疗领域中使用的针筒典型地是可弃式的，并且在一次使用后丢弃。尽管可弃式针筒典型地由诸如注射模制的大批量生产方法制成，但由于其制造所涉及的材料和精确度、以及与包装和运输相关的经济成本，这样的可弃式针筒相对昂贵。相应地，仍期望开发针筒的改善设计，以便利注射程序。
发明内容
本公开总体上涉及针筒组件并涉及形成针筒组件的方法。该针筒组件可用于流体递送应用。
在一些方面中，卷动膜片(rolling diaphragm)针筒可以包含具有用于与活塞接合的端壁的近端，具有开放式排放颈的远端，沿着纵向轴线在近端与远端之间延伸的侧壁，以及活塞接合部分，所述活塞接合部分从端壁的外表面的中央部分近端地突出，且配置为与流体注射器的活塞可逆地接合。活塞接合部分可以具有杆，杆具有附接到端壁的第一端、从第一端近端地延伸的第二端、以及在第二端处或附近的至少一个接合构件，所述接合构件相对于杆的外表面径向朝外或径向朝内地突出。侧壁可以是柔性的，且当活塞作用在其上时自身卷动，使得随着活塞从近端前进到远端，折叠区域处的侧壁的外表面在径向朝内的方向上折叠。随着活塞从远端缩回到近端而使折叠区域在径向朝外的方向上展开，侧壁的外表面可以铺展。
在其他方面中，端壁的至少部分可以具有不均匀的厚度。端壁的厚度可以在径向朝内的方向上在厚度上连续增加。端壁可以具有倒圆折叠边缘，使得端壁的至少部分在径向朝内的方向上从倒圆折叠边缘在厚度上连续增加。排放颈可以具有连接构件，以连接到帽。至少一个接合构件可以具有远端表面，配置为用于在活塞在近端方向上的移动期间接合活塞的一个或多个接合销或表面。至少一个接合构件可以与杆的第二端一体成形。替代地，至少一个接合构件可以附接到杆的第二端，例如通过粘合剂、激光焊接、或者机械或螺丝型机构。替代地，卷动膜片针筒可以初始地处于压缩的、卷起的状态，其在填充过程期间通过用活塞接合卷动膜片针筒并在近端方向上抽取端壁而铺展。
在其他方面中，用于流体递送系统的针筒可以包含压力护套，其具有开放远端、开放近端以及侧壁，侧壁具有在远端与近端之间延伸的通孔。针筒还可以包含卷动膜片，其配置为接收在压力护套的通孔内。卷动膜片可以具有带有用于与活塞接合的端壁的近端、具有开放式排放颈的远端、以及沿着纵向轴线在近端与远端之间延伸的侧壁。卷动膜片的侧壁可以限定内部容积，以在其中接收医疗流体。卷动膜片还可以具有活塞接合部分，其从端壁的中央部分近端地突出，且配置为与流体注射器的活塞接合。活塞接合部分可以具有杆，杆具有附接到端壁的第一端、从第一端近端地延伸的第二端、以及在第二端处或附近的至少一个接合构件，其相对于杆的外表面径向朝外或径向朝内地突出。针筒还可以具有帽，其配置为接合压力护套的远端和卷动膜片的远端中的至少一个，以连接到卷动膜片的开放式排放颈。卷动膜片的侧壁可以是柔性的，且当活塞作用在其上时自身卷动，使得随着活塞从近端前进到远端，折叠区域处的侧壁的外表面在径向朝内的方向上折叠。随着活塞从远端缩回到近端而使折叠区域在径向朝外的方向上展开，侧壁的外表面可以铺展。至少一个接合构件可以具有远端表面，其配置为在活塞在近端方向上的移动期间接合活塞的一个或多个接合销或表面。至少一个接合构件可以与杆的第二端一体成形。替代地，至少一个接合构件可以附接到杆的第二端，例如通过粘合剂、激光焊接、或者机械或螺丝型机构。卷动膜片针筒的内部可以预填充有医疗流体。替代地，卷动膜片针筒可以初始地处于压缩的、卷起的状态，其在填充过程期间通过用活塞接合卷动膜片针筒并在近端方向上抽取端壁而铺展。
在其他方面中，压力护套的近端可以具有至少一个锁定唇或凸耳，其从压力护套的侧壁的外表面径向朝外地突出，以将压力护套与流体注射器可释放地锁定。帽可以具有至少一个凸起或凹槽，其与压力护套的远端上的相应的凹槽或凸起相互作用，以当卷动膜片针筒插入到压力护套的远端中时，将帽可释放地固定到压力护套。帽可以具有管口或其他流体排放端口、以及围绕管口或流体排放端口的环形侧壁，其配置为用于对管套件的可释放附接(例如通过鲁尔配合)，以在填充操作期间将流体递送到卷动膜片针筒的内部，并且在注射程序期间将流体从卷动膜片针筒递送到患者。环形侧壁可以具有一个或多个抓握元件，其从环形侧壁的外表面径向朝外地突出，以抓握压力护套的内表面，来将帽固定到压力护套。帽可以不可移除地固定到卷动膜片针筒的排放颈。帽可以具有至少一个接合元件，以将帽与压力护套的远端可移除地连接。帽可以焊接到排放颈，使得帽与排放颈一体成形。替代地，帽可以粘附到排放颈。活塞接合部分的突出部可以具有远端表面，其配置为在活塞在近端方向上的移动期间接合活塞的一个或多个接合销或表面。端壁的至少部分可以具有不均匀的厚度。端壁的厚度可以在径向朝内的方向上连续增加。帽可以具有管口，所述管口与卷动膜片针筒的内部容积流体连通，例如通过排放颈。管口可以具有连接器，以连接到流体路径套件。连接器可以为鲁尔连接器。
在其他方面中，用于在其中接收医疗流体的卷动膜片针筒可以具有带有用于与活塞接合的端壁的近端、具有开放式排放颈的远端、以及沿着纵向轴线在近端与远端之间延伸的侧壁。卷动膜片针筒的侧壁可以限定用于在其中接收医疗流体的内部容积。卷动膜片针筒还可以具有活塞接合部分，其从端壁的中央部分近端地突出且配置为与流体注射器的活塞接合。活塞接合部分可以具有杆，杆具有附接到端壁的第一端、从第一端近端地延伸的第二端、以及在第二端处的至少一个接合构件，其相对于杆的外表面径向朝外或径向朝内地突出。卷动膜片针筒还可以具有帽，所述帽固定到卷动膜片针筒的排放颈。帽可以具有管口，所述管口与卷动膜片针筒的内部容积流体连通。卷动膜片针筒的侧壁可以是柔性的，且当活塞作用在其上时自身卷动，使得随着活塞从近端前进到远端，折叠区域处的侧壁的外表面在径向朝内的方向上折叠。随着活塞从近端缩回到远端而使折叠区域在径向朝外的方向上展开，侧壁的外表面可以铺展。
本发明的各种其他方面在以下项中的一个或多个中列举：
项1：卷动膜片针筒，用于在其中接收医疗流体，卷动膜片针筒包括：
近端，具有用于与活塞接合的端壁；
远端，具有开放式排放颈；
侧壁，沿着纵向轴线在近端与远端之间延伸；以及
活塞接合部分，活塞接合部分从端壁的中央部分近端地突出，且配置为与流体注射器的活塞接合，活塞接合部分具有杆，杆具有附接到端壁的第一端、从第一端近端地延伸的第二端、以及在第二端处的至少一个接合构件，至少一个接合构件相对于杆的外表面径向朝外或径向朝内地突出，
其中侧壁是柔性的，且当由活塞作用在其上时自身卷动，使得随着活塞从近端前进到远端，侧壁的外表面在径向朝内的方向上折叠。
项2：如项1所述的卷动膜片针筒，其中端壁的至少部分具有不均匀的厚度。
项3：如项1或项2所述的卷动膜片针筒，其中随着活塞从远端缩回到近端，侧壁的外表面在径向朝外的方向上展开。
项4：如项1-3中任一项所述的卷动膜片针筒，其中端壁具有倒圆折叠边缘，并且其中端壁的至少部分在径向朝内的方向上从倒圆折叠边缘在厚度上连续增加。
项5：如项1-4中任一项所述的卷动膜片针筒，其中排放颈具有连接构件，以连接到帽。
项6：如项1-5中任一项所述的卷动膜片针筒，其中突出部具有远端表面，所述远端表面配置为在活塞在近端方向上的移动期间接合活塞的一个或多个接合销。
项7：如项1-6中任一项所述的卷动膜片针筒，其中突出部与杆的第二端一体成形。
项8：如项1-7中任一项所述的卷动膜片针筒，其中卷动膜片初始地处于压缩的、卷起的状态，并且配置为在填充过程期间随着活塞在近端方向上缩回端壁而铺展。
项9：针筒组件，用于流体递送系统，针筒组件包括：
压力护套，具有开放远端、开放近端以及侧壁，侧壁具有在远端与近端之间延伸的通孔；
卷动膜片针筒，配置为接收在压力护套的通孔内，所述卷动膜片针筒包括：
近端，具有用于与活塞接合的端壁；
远端，具有开放式排放颈；
侧壁，沿着纵向轴线在近端与远端之间延伸，所述卷动膜片针筒的侧壁限定内部容积，以在其中接收医疗流体；以及
活塞接合部分，从端壁的中央部分近端地突出且配置为与流体注射器的活塞接合，活塞接合部分具有杆，杆具有附接到端壁的第一端、从第一端近端地延伸的第二端、以及在第二端处的至少一个接合构件，至少一个接合构件相对于杆的外表面径向朝外或径向朝内第突出；以及
帽，配置为接合压力护套的远端与卷动膜片针筒的远端中的至少一个，以封闭卷动膜片针筒的开放式排放颈，
其中卷动膜片针筒的侧壁是柔性的，且当由活塞作用在其上时自身卷动，使得随着活塞从近端前进到远端，侧壁的外表面在径向朝内的方向上折叠。
项10：如项9所述的针筒组件，其中压力护套的近端具有至少一个锁定唇或凸耳，至少一个锁定唇或凸耳从压力护套的侧壁的外表面径向朝外突出，以将压力护套与流体注射器可释放地锁定。
项11：如项9或项10，其中帽具有至少一个凸起或凹槽，其与压力护套的远端上的相应的凹槽或凸起相互作用，以将帽可释放地固定到压力护套。
项12：如项9-11中任一项所述的针筒组件，其中帽具有管口和围绕管口的环形侧壁，所述侧壁具有从环形侧壁的外表面径向朝外地突出的一个或多个抓握元件。
项13：如项9-12中任一项所述的针筒组件，其中帽不可移除地固定到卷动膜片针筒的排放颈，并且其中帽具有接合元件，以将帽与压力护套的远端可移除地连接。
项14：如项9-13中任一项所述的针筒组件，其中随着活塞从远端缩回到近端，侧壁的外表面在径向朝外的方向上展开。
项15：如项9-14中任一项所述的针筒组件，其中活塞接合部分的突出部具有远端表面，所述远端表面配置为在活塞在近端方向上的移动期间接合活塞的一个或多个接合销。
项16：如项9-15中任一项所述的针筒组件，其中端壁的至少部分具有不均匀的厚度。
项17：如项16所述的针筒组件，其中端壁的厚度在径向朝内的方向上连续增加。
项18：如项9-17中任一项所述的针筒组件，其中帽具有管口，所述管口与卷动膜片针筒的内部容积流体连通，管口具有连接器，以连接到流体路径套件。
项19：如项18所述的针筒组件，其中连接器为鲁尔连接器。
项20：卷动膜片针筒，用于在其中接收医疗流体，所述卷动膜片针筒包括：
近端，具有用于与活塞接合的端壁；
远端，具有开放式排放颈；
侧壁，沿着纵向轴线在近端与远端之间延伸，所述卷动膜片针筒的侧壁限定内部容积，以在其中接收医疗流体；
活塞接合部分，从端壁的中央部分近端地突出且配置为与流体注射器的活塞接合，所述活塞接合部分具有杆，杆具有附接到端壁的第一端、从第一端近端地延伸的第二端、以及在第二端处的至少一个接合构件，至少一个接合构件相对于杆的外表面径向朝外或径向朝内地突出；以及
帽，固定到卷动膜片针筒的排放颈，所述帽具有管口，管口与卷动膜片针筒的内部容积流体连通，
其中侧壁是柔性的，且当由活塞作用在其上时自身卷动，使得随着活塞从近端前进到远端，侧壁的外表面在径向朝内的方向上折叠，并且其中随着活塞从远端缩回到近端，侧壁的外表面在径向朝外的方向上展开。
一经结合附图阅读各方面的以下详细描述，本文中所描述的各方面的其他细节和优点将变得清楚。
附图说明
图1是根据本公开的一方面的流体注射系统的立体图。
图2是图1所示的流体注射系统的部分的立体截面图，其具有两个卷动膜片针筒和连接到流体注射器的压力护套。
图3是根据本公开的一方面的卷动膜片针筒的侧视图。
图4A是根据本公开的另一方面的卷动膜片针筒的侧视图。
图4B是图4A所示的卷动膜片针筒沿着线A-A所截取的截面侧视图。
图5A是根据本公开的另一方面的卷动膜片针筒和压力护套的立体图。
图5B是图5A所示的卷动膜片针筒和压力护套的截面侧视图。
图5C是图4A所示的卷动膜片针筒和与压力护套一同使用的帽的立体图。
图6是图5C所示的帽的底部立体图。
图7A是卷动膜片针筒、压力护套、以及用于将流体注射器的活塞连接到卷动膜片针筒的接合机构的截面图，所述接合机构被示出为处于第一状态。
图7B是图7A的卷动膜片针筒、压力护套以及接合机构的截面图，接合机构被示出为处于第二状态。
图8是根据本公开的另一方面的卷动膜片针筒和柱塞的侧视截面图。
图9是根据本公开的另一方面的压力护套的适配器的侧视截面图。
图10A是具有第一直径的卷动膜片针筒的卷动特性的立体图。
图10B是具有第二直径的卷动膜片针筒的卷动特性的立体图，第二直径与图10A所示的卷动膜片针筒的第一直径不同。
图11A是根据另一方面的卷动膜片针筒的卷动特性的立体图。
图11B是根据另一方面的卷动膜片针筒的卷动特性的立体图。
图12A是根据另一方面的卷动膜片针筒的卷动特性的立体图。
图12B是根据另一方面的卷动膜片针筒的卷动特性的立体图。
具体实施方式
图示总体上示出了本公开的系统和方法的优选的和非限制性的方面。尽管说明书表现了装置的各方面，其不应理解为以任何方式限制本公开。此外，本公开的方面的改变、概念以及应用被本领域技术人员理解为包含但不限于本文的图示和描述。
提供了以下描述，以使得本领域技术人员能够进行和使用为执行本公开所预期的描述的方面。然而，各种改变、等同、变化以及替代，将仍对本领域技术人员显而易见。任意的和全部的这样的改变、变化、等同以及替代意图落入本公开的精神和范围内。
为了后文中描述的目的，术语“上”“下”“右”“左”“垂直”“水平”“顶”“底”“横向”“纵向”以及衍生词将如其在附图中而指代本公开。当关于针筒、压力护套和/或卷动膜片针筒使用时，术语“近端”是指当针筒、压力护套和/或卷动膜片针筒取向为连接到注射器时，针筒、压力护套和/或卷动膜片针筒最接近于注射器的部分。术语“远端”是指当针筒、压力护套和/或卷动膜片针筒取向为连接到注射器时，针筒、压力护套和/或卷动膜片针筒距注射器最远的部分。术语“径向”是指在截面平面中法向于针筒、压力护套和/或卷动膜片针筒的在近端与远端之间延伸的纵向轴线的方向。术语“周向”是指绕着针筒、压力护套和/或卷动膜片针筒的侧壁的内表面或外表面的方向。术语“轴向”是指沿着针筒、压力护套和/或卷动膜片针筒的在近端与远端之间延伸的纵向轴线的方向。术语“柔性”，当关于卷动膜片针筒使用时，是指卷动膜片针筒的至少部分(诸如卷动膜片针筒的侧壁)能够弯曲或被弯曲以改变其所延伸的方向。术语“卷翻”以及“自身卷动”是指卷动膜片针筒的第一部分(诸如卷动膜片针筒的侧壁的近端部分)的能力，以当由流体注射器的活塞驱使时，相对于卷动膜片针筒的第二部分(诸如卷动膜片针筒的侧壁的远端部分)弯曲近似180°。然而，应当理解，本公开可以采取替代变化和步骤顺序，除非在相反地明确指明的情况下。还应理解，附图中所图示以及以下说明书中所描述的具体装置和过程仅为本公开的示例性方面。因此，本文所公开的涉及方面(即，方面、变体、变化)的具体尺寸和其他物理特性不理解为限制性的。
参考附图，在其若干视图中，相同的标记指代相同的零件，本公开总体上涉及配置为卷动膜片针筒的针筒。
参考图1，流体递送系统100可以具有流体注射器102(诸如自动或动力流体注射器)，适配为与至少一个卷动膜片针筒112和压力护套110相接并将其致动，如本文所描述，其每一个可以独立地填充有医疗流体，诸如造影剂介质、生理盐水溶液或任意期望的医疗流体。可以在医疗程序期间使用注射器102，以通过使用至少一个活塞138将柱塞144驱动到至少一个卷动膜片针筒112中，来将医疗流体注射到患者的身体中。注射器102可以为多卷动膜片针筒注射器，其中两个或更多个卷动膜片针筒112以及相应的压力护套110可以取向为并排或其他关系，且其包含由与注射器102相关联的各自的活塞分开地致动的相应的柱塞144。在具有布置为并排关系且填充有两种不同医疗流体的两个卷动膜片针筒/压力护套的方面中，注射器102可以配置为从卷动膜片针筒112中的一者或两者递送流体。
注射器102可以封闭在壳体126内，壳体126由适当结构材料形成，诸如塑料或金属。取决于所期望的应用，壳体126可以有各种形状和大小。例如，注射器102可以为自立式(free-standing)结构，配置为放置在地面上或可以为较小设计，以放置在适当的台或支撑框架上。注射器102包含至少一个端口，以将至少一个卷动膜片针筒112和压力护套110相接到各自的活塞。
至少一个流体路径套件108可以与至少一个针筒组件104(其包括卷动膜片针筒112和压力护套110)的管口130流体连接，以从至少一个卷动膜片针筒112通过管路递送医疗流体，所述管路连接到在血管通路部位处插入到患者中的导管、针或其他流体递送连接(未示出)。流入到至少一个针筒组件104中和从之中流出的流体可以由流体控制模块(未示出)调节。流体控制模块可以操作各种活塞、阀和/或流动调节结构，以基于用户选择的注射参数(诸如注射流率、持续时间、总注射体积和/或造影剂介质与生理盐水的比例)来调节医疗流体(诸如生理盐水溶液和造影剂)对患者的递送。可以与本文描述的系统一起使用或改造为与之一起使用的适当的前装载流体注射器的一个示例包含：至少一个卷动膜片针筒112、以及用于将至少一个卷动膜片针筒112和压力护套110与本文参考图1所描述的流体注射器102进行装载和可释放的保持的至少一个接口，所述示例在Reilly等人的专利号为5，383，858的美国专利(通过引用以其整体整合于本文)中公开。可以与本文描述的系统一起使用或改造为与之一起使用的相关多流体递送系统的另一示例见于Lazzaro等人的专利号为7，553，294的美国专利；Cowan等人的专利号为7，666，169的美国专利；申请号为PCT/US2012/037491(公开为WO 2012/155035)的国际专利申请；Riley等人的申请号为2014/0027009的美国专利申请公开；以及Berry等人的申请号为PCT/US2015/027582的国际专利申请，其全部归属于本申请的受让人，并且其公开通过引用整合于本文。其他示例可以包含新的流体注射器系统，其设计为包含本文描述的卷动膜片针筒112的各方面。
图2是图1所示的流体注射器102的部分的立体截面图。参考图2，针筒组件104总体上包含圆柱形本体或压力护套110、以及与压力护套110相接的卷动膜片针筒112。如后文中将要描述的，卷动膜片针筒112限定内部容积114，以在其中接收流体和/或从之分配流体。卷动膜片针筒112配置为插入到压力护套110的至少部分中，并且压力护套110配置为与流体注射器102接合。针筒组件104适配为在CT、MRI、PET等程序中使用，并且在其典型操作压力(例如，约10-400psi，诸如200-400psi)下可操作，这取决于流体的粘度和所期望的注射速率。在一些方面中，卷动膜片针筒112可以为申请号为2013/0211248、题为“BladderSyringe Fluid Delivery System”的美国专利申请公开中所描述的囊针筒，或专利号为9，180，252、题为“Bellows Syringe Fluid Delivery System”的美国专利中所描述的针筒，其公开以其整体通过引用整合于本文。
压力护套110的圆柱形本体可以为单一的、典型的圆柱形本体，其具有远端116和近端118，通孔T在远端116与近端118之间延伸。压力护套110典型地为可重复使用部件，而卷动膜片针筒112典型地为单次使用部件。另一方面中，卷动膜片针筒112可以是可重复使用的，使得卷动膜片针筒112可重新填充有流体。例如，卷动膜片针筒112可以预填充有流体，或可以初始地是空的，并且可以填充和/或重新填充一次或多次。当卷动膜片针筒112初始地是空的时，其可以初始地处于压缩的状态，在这种情况下可以通过近端壁的近端缩回而用流体填充；或替代地，卷动膜片针筒112可以处于非压缩的状态并且可以填充有流体，例如通过排放颈140或通过远端帽中的管口或出口端口。另一方面中，压力护套110和卷动膜片针筒112两者可以为单次使用部件，其在每次患者使用之后丢弃。在此方面中，压力护套110和卷动膜片针筒112两者在使用后被丢弃，并且新的压力护套110和卷动膜片针筒112被载入到流体注射器102中，用于后续使用。压力护套110具有侧壁120，其在远端116与近端118之间限定通孔T。通孔T的内表面可以为平滑的、纹理化的或其组合。近端118适配为与流体注射器102相接，且包含定位为接合流体注射器102的壳体126的前端或面板124处的锁定机构的一个或多个安装结构122，以相对于流体注射器102恰当地安置压力护套110。作为示例，可以在近端118上提供两个相对的卡销附接凸缘，以与流体注射器面板124相接，以将压力护套110固定到流体注射器102。在一些方面中，压力护套110可以具有连接构件，以将压力护套可释放地固定到流体注射器102，其形式为专利号为9，173，995、题为“Self-Orienting Syringe and Syringe Interface”的美国专利中，专利号为9，199，033、题为“Self-Orienting Syringe and Syringe Interface”的美国专利中，申请号为PCT/US2015/057751、提交于2015年10月28日的国际申请中，或申请号为PCT/US2015/057747、提交于2015年10月28日的国际申请中(其公开通过引用以其整体整合于本文)所描述的连接构件。在另一方面中，可以提供适配器，以将压力护套110和卷动膜片针筒112连接到流体注射器102。
压力护套110的远端116可以包含实质上截头圆锥形(frusto-conical)的部分或配置为与实质上截头圆锥形的帽部分连接，其每一个可以终止在出口端口128中。压力护套110可以由任意适当的医疗级材料制成，诸如但不限于医疗级金属、医疗级复合材料或医疗级塑料材料，期望地为透明塑料材料，比如但不限于聚碳酸酯、亚克力(acrylic)或聚酯。在一些方面中，压力护套110可以可释放地固定到流体注射器102，例如但不限于通过可缩回销，可缩回销延伸穿过压力护套110的开口，以防止当已经装载到流体注射器102上时(例如当将帽部分附接到压力护套的远端或拆卸时)压力护套110的旋转。在其他方面中，压力护套110可以具有一个或多个腿部，其接合流体注射器102的壳体，以当已经装载到流体注射器102上时防止压力护套110的旋转。在其他方面中，可以在压力护套110的外圆周周围提供滑动套环。滑动套环期望地接合可膨胀环，以抵靠流体注射器102的相应的锁定特征来将环膨胀，从而将压力护套110与流体注射器102锁定。
参考图3，并且继续参考图2，卷动膜片针筒112总体上包含中空本体，其包含向前端或远端130、向后端或近端132、以及在两者之间延伸的柔性侧壁134。近端132限定封闭端壁136。封闭端壁136可以成型为与流体注射器的活塞138直接相接，活塞138也充当柱塞144。例如，封闭端壁136可以限定接收端凹部R，以与相似成型的活塞138直接相接。在特定方面中，活塞138可以成型为实质上匹配封闭端壁136的形状，或替代地，随着活塞138远端地移动而使来自活塞138的压力可以使端壁136顺应为实质上匹配活塞138的形状。封闭端壁136可以替代地包含附接的刚性基部元件，以与活塞138以相似方式接合，如本文所描述。一方面中，卷动膜片针筒112的近端132和/或远端130可以相对于侧壁134更刚性。侧壁134可以具有平滑的、实质上均匀的结构，或其可以具有其上提供的一个或多个肋，以便于注射程序期间的卷翻(rollover)。在一些方面中，侧壁134和/或端壁136可以具有纹理化表面，或平滑表面和纹理化表面的组合。一个或多个标记(未示出)可以形成在侧壁134上。另一方面中，侧壁134可以沿着其纵向长度具有不均匀的厚度，以便于侧壁134的卷翻。例如，近端132处或附近的侧壁134可以比远端130处或附近的侧壁134更薄，以便于侧壁134从近端132朝向远端130卷动。远端130处或附近的较厚的侧壁134可以起到压力护套110的功能且不会卷翻。在特定方面中，远端130处或附近的侧壁134可以为实质上刚性的。
侧壁134的向后或近端部分连接到封闭端壁136，并且侧壁134的向前或远端部分限定与封闭端壁136相对的排放颈140。封闭端壁136可以具有不均匀的厚度，例如在从卷动膜片针筒112的中央纵向轴线延伸的径向方向上。在某些方面中，端壁136的至少部分可以在中央附近较厚且在与侧壁134的连接附近较薄。在其他方面中，排放颈140适配为接收在压力护套110的远端116的内部部分中，使得排放颈140与压力护套110的出口端口128或帽390对准。卷动膜片针筒112的远端130可以永久地固定在压力护套110的内部内，粘合地固定在其中，或可移除地固定在其中，诸如通过摩擦配合连接或其他适当机械连接，诸如通过固定在压力护套110的远端处。远端130可以具有截头圆锥形的形状，其从侧壁134到排放颈140逐渐变窄。在某些方面中，排放颈140可以终止在排放端口142中，根据一个非限制性方面，排放端口142可以具有为了无菌目的的可破裂密封件(本文中讨论)，诸如可刺穿箔或弹性密封件。
卷动膜片针筒112的侧壁134限定柔软、柔韧或柔性而自支撑的本体，其配置为在活塞138和/或柱塞144的作用下自身卷动，作为“卷动膜片”。特别地，如图2所示，卷动膜片针筒112的侧壁134配置为卷动，使得随着活塞138(例如可释放地附接到端壁136的近端的活塞)在远端方向上移动，其外表面在径向朝内的方向上折叠并反转，并且随着活塞138在近端方向上缩回，在径向朝外的方向上以相反方式铺展和展开。参考图3，封闭端壁136可以具有凹面形状，以便于侧壁134的反转或卷动的起始和/或以提供接收凹部来接收活塞138的远端。
卷动膜片针筒112可以由任意适当的医疗级塑料或聚合材料制成，期望地为透明或实质上半透明塑料材料，比如但不限于，聚丙烯随机共聚物(polyproplylene randomcopolymer)、聚丙烯抗冲击共聚物(polyproplylene impact copolymer)、聚丙烯均聚物(polyproplylene homopolymer)、聚丙烯(polypropylene)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、POM、ABS、HPDE、尼龙、环烯烃共聚物(cyclic olefincopolymer)、多层聚丙烯(multilayer polypropylene)、聚碳酸酯、乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate)、聚乙烯等。卷动膜片针筒112的材料期望地选择为符合要求的拉力和平面应力要求，水蒸气穿透性以及化学/生物兼容性。在一些方面中，卷动膜片针筒112可以具有至少一个电活性聚合物层，其响应于电压的施加而膨胀或收缩。可以激活电活性聚合物层，以使卷动膜片针筒112的侧壁134膨胀或收缩，来脱离或接合活塞138。在一些方面中，电活性聚合物层可以由NAFIONTM或FLEMIONTM材料制成。在各种方面中，透明塑料材料可以经受灭菌程序，诸如暴露于环氧乙烷(ethylene oxide)或电磁辐照灭菌程序。
根据本文各方面的卷动膜片针筒112可以由吹塑填充盖帽(blow-fill-cap，BFC)技术制成，在尝试的相关领域中也称为吹塑模制密封(blow-mold-seal，BFS)技术，其中卷动膜片针筒112为吹塑模制的，可选地填充有所期望的医疗流体(诸如生理盐水或造影剂介质)，并且通过用一体成形/模制的易破裂密封件(如后文中将要描述的)来密封排放端口142而无菌地密封。替代地，卷动膜片针筒112可以压缩为压缩的状态且封装在可灭菌包装材料中以运输，其带有可选的针筒的密封，以防止污染。BFC/BFS技术允许典型地在一个机器或设备中形成，并且可选地填充并密封卷动膜片针筒112。这些步骤可以在保持无菌的条件下完成，限制了在形成的、填充的且密封的卷动膜片针筒112中引入污染物的可能性。整个组件可以被高压蒸汽处理(autoclaved)或其他处理(诸如通过辐照)以灭菌。在卷动膜片针筒112填充的结束时，易破裂密封件形成为模制工艺的部分。由BFC/BFS工艺产生强化无菌的预形成且预填充的卷动膜片针筒112。易破裂密封件可以设计为由用户外部移除或刺穿，或可以设计为当随着活塞138在卷动膜片针筒112远端地或朝前地移动而使卷动膜片针筒112中达到预设内部压力时可靠地破裂。另一方面中，卷动膜片针筒112可以由压力护套110上提供的穿刺元件刺破。另一方面中，卷动膜片针筒112可以包封在保护性盖(未示出)中，以提高其刚性且防止污染。在安装在注射器102上之前，保护性盖可以或可以不从卷动膜片针筒112移除。卷动膜片针筒112可以形成为具有各种形状。例如，卷动膜片针筒112可以为圆柱形、圆锥形、球形、椭圆体、卵形等。此外，卷动膜片针筒112可以具有不同宽度对长度比例。例如，卷动膜片针筒112可以形成为具有与其纵向长度相比实质上更小或更大的直径。本领域普通技术人员将理解，注射器102可以期望地编程为控制活塞138的移动，以从卷动膜片针筒112递送实质上不变的和可预测的流体的流率。在其他方面中，卷动膜片针筒112可以通过由预制件的吹塑拉伸模制工艺形成，诸如申请号为PCT/US2014/063477、提交于2014年10月31日的国际专利申请中所描述的工艺，其公开通过此引用整合于本文。
卷动膜片针筒112的外径的尺寸可以设计为，使得卷动膜片针筒112配合在由压力护套110的通孔和压力护套110的内表面限定的内部空间内。一方面中，卷动膜片针筒112紧凑地配合在压力护套110内，使得卷动膜片针筒112的外表面邻接压力护套110的壁的内表面。另一方面中，卷动膜片针筒112松动地配合在压力护套110内，使得卷动膜片针筒112的外表面的至少部分与压力护套110的内表面之间存在间隙。卷动膜片针筒112可以在注射程序期间在压力下膨胀，使得卷动膜片针筒112的外表面邻接压力护套110的内表面。
图4A-图4B示出了根据本公开的另一方面的卷动膜片针筒112。图4B为图4A所示的卷动膜片针筒112沿着线A-A所截取的截面侧视图。图4A-图4B中所示的卷动膜片针筒112的许多部件实质上类似于本文参考图2-图3所描述的卷动膜片针筒112部件。图4A-图4B中的附图标记用于图示如图2-图3中的相应的附图标记的相同部件。如先前关于图2-图3中总体上示出的卷动膜片针筒112的讨论适用于图4A-图4B中所示的方面，这些系统之间的仅有的相关差别在后文中讨论。
初始地参考图4A，卷动膜片针筒112的远端130具有开放式排放颈140，开放式排放颈140具有连接构件140a，以连接到相应的连接构件(例如本文所描述的图6的帽)，连接构件可以连接到流体路径套件(未示出)。在吹塑模制工艺的某些方面中，开放式排放颈可以配置为接收拉伸元件，以在吹塑拉伸模制工艺期间拉伸预制件。在一些方面中，连接构件140a为螺纹接口，其具有一个或多个螺纹140b，以与到流体路径套件的连接构件上的相应的螺纹455(见图6)配合。在某些方面中，连接构件140a可以配置为连接到流体路径，诸如通过鲁尔型连接。在其他方面中，连接构件140a可以具有一个或多个唇或凹槽，其与压力护套110的帽390上的相应的凹槽或唇(如图5A所示)相互作用，以可释放地或不可释放地保持卷动膜片针筒112与压力护套110的帽390。
参考图4B，排放颈140具有第一侧壁厚度T1，其大于侧壁134的厚度T2。厚度T1选择为使得排放颈140可以足够地刚性，以允许连接到流体路径套件(未示出)的相应的连接构件，而实质上不使排放颈140变形，例如在注射程序期间。厚度T2选择为使得卷动膜片针筒112的侧壁134是柔性的，以允许如本文所描述的侧壁134的卷翻和铺展。可以加强卷动膜片针筒112的近端132(诸如封闭端壁136)，以防止在卷翻期间或特定方面中的侧壁134的铺展期间的变形。在一些方面中，卷动膜片针筒112的近端132配置为与如本文所描述的活塞138(未示出)接合。近端132具有倒圆折叠边缘226，倒圆折叠边缘226配置为启动初始卷翻，并且在某些方面中，启动卷动膜片针筒112的侧壁134的铺展。折叠边缘226可以过渡为远端地延伸的坡面272，坡面272具有到端壁136的远端部分274的连续增加的侧壁厚度T3。在一些方面中，侧壁厚度T3可以大于端壁134的至少部分之上的侧壁厚度T2。在各方面中，侧壁厚度T3可以在0.01英寸-0.15英寸之间。
端壁134可以具有中央部分276，中央部分276具有实质上圆顶形状的结构和从中央部分276(诸如中央部分276的近似中点)近端地延伸的活塞接合部分244。在一些方面中，中央部分276的最远端的端部可以为实质上平坦的。活塞接合部分244配置为与流体注射器102的活塞上的接合机构接合，如本文所描述。卷动膜片针筒112的近端132可以具有一个或多个肋278，肋278沿着坡面272的近端表面从活塞接合部分244径向朝外地突出。
图5A为根据本公开的另一方面的针筒组件104的立体图，其具有卷动膜片针筒112(如图5B所示)和压力护套110。针筒组件104包含压力护套110，压力护套110与注射器102(如图1所示)可移除地相接，如本文所描述。压力护套110具有远端116、近端118、以及沿着压力护套110的纵向轴线在远端116与近端118之间延伸的侧壁119，以限定内部通孔121(如图5B所示)。在一些方面中，压力护套110的侧壁119成型为在通孔121内接收卷动膜片针筒112(如图5B所示)的至少部分。例如，侧壁119可以实质上为圆柱形。压力护套110的侧壁119具有用于接收卷动膜片针筒112的至少部分的第一远端部分360a，以及用于与注射器102相接的第二近端部分360b。第一远端部分360a可以具有开放端部，其配置为可释放地接收帽390，帽390封闭压力护套110的内部。第二近端部分360b可以具有开放端部，以允许流体注射器102的活塞138延伸穿过开放端部，并接合保持在通孔121内的卷动膜片针筒112。卷动膜片针筒112可以插入穿过第一远端部分360a或第二近端部分360b的开放端部。
在一些方面中，第二近端部分360b具有凸缘380，凸缘380从第二近端部分360b的外表面径向朝外地突出。凸缘380可以在第二近端部分360b的外圆周周围连续地或不连续地延伸。期望地，凸缘380在第二近端部分360b的整个外圆周周围连续地延伸。凸缘380配置为收集可能从卷动膜片针筒112的管口410滴落到流体注射器102的连接端口中的任何流体。
在一些方面中，第二近端部分360b具有锁定凸耳或唇370，其从第二近端部分360b的外表面径向朝外地突出。锁定凸耳或唇370可以在第二近端部分360b的外圆周周围连续地或不连续地延伸。锁定凸耳或唇370配置为与流体注射器102上的相应的特征相互作用，以可释放地锁定压力护套110与流体注射器102。在一些方面中，锁定凸耳或唇370可以具有连接构件，以将压力护套110可释放地固定到专利号为5，383，858；5，873，861；6，652，489；9，173，995；以及9，199，033的美国专利中所描述的流体注射器102的相应的锁定机构。在申请号为PCT/US2015/057751、提交于2015年10月28日的国际申请中，或申请号为PCT/US2015/057747、提交于2015年10月28日的国际申请中描述了压力护套110与流体注射器102之间的其他连接构件。
参考图5B且继续参考图5A，压力护套110可以具有帽390，帽390可释放地固定到远端116。在一些方面中，帽390可以通过螺纹接合、卡口配合或另一机械固定布置与压力护套110的远端116固定。例如，如图5B所示，帽390可以具有至少一个凸起430，凸起430被接收在压力护套110上的至少一个凹槽440内侧，使得可以通过将至少一个凸起430对准为配合在凹槽440内，将帽390与压力护套110锁定。在一些方面中，可以通过围绕其纵向轴线相对于压力护套110旋转帽390(诸如通过将帽390在第一方向(顺时针或逆时针)上旋转完整旋转的部分)，直到至少一个凸起430定位在凹槽440内，而将帽390锁定到压力护套110上，以防止帽390相对于压力护套110的轴向移动。为了从压力护套110解锁或脱离帽390，可以将帽390在与第一方向相对的第二方向(逆时针或顺时针)上旋转，以从凹槽440脱离至少一个凸起430。在一些方面中，帽390可以由两个或更多个分开的元件形成，其连结在一起以形成帽390，诸如以蛤壳型布置。例如，帽390可以具有两个元件，其在帽390的纵向截面平面处连结在一起。可以在分开的元件的至少部分周围提供保持环，以卷动膜片针筒112的远端排放颈140周围保持帽390的元件并将其固定。帽390可以具有带有管口410的内元件400。内元件400可以与帽390直接形成，或其可以分开地形成并插入到帽390的中央开口中。在一些方面中，内元件400可以直接形成在卷动膜片针筒112的远端上(诸如在远端排放颈140上)，并插入到帽390的中央开口中。管口410可以与卷动膜片针筒112的内部容积流体连通(或直接形成在卷动膜片针筒112上)，以将流体递送到卷动膜片针筒112或从之递送。管口410可以具有连接构件420，以可移除地连接到流体路径套件108(如图1所示)的连接器。例如，连接构件420可以为环形裙边，其围绕管口410并具有一个或多个接合元件，所述接合元件接合流体路径套件108的相应的连接器。在一些方面中，连接构件420或管口410可以为鲁尔型配合。
帽390可以具有凹部450，以收集可能从管口410和/或连接器420滴落的任何流体。凹部450由环形侧壁460限定，环形侧壁460在管口410和连接器420周围延伸。环形侧壁460可以具有一个或多个抓握元件470，以当帽390连接到压力护套110和/或从之脱离时便于帽390的抓握。在一些方面中，抓握元件470可以从环形侧壁460的外表面的至少部分径向朝外地突出。帽390可以具有径向凸缘480，径向凸缘480从环形侧壁460的近端部分径向朝外地延伸。径向凸缘480可以在帽390的外圆周周围连续地或不连续地延伸。期望地，径向凸缘480在帽390的整个外圆周周围连续地延伸。径向凸缘480可以具有与压力护套110相同的外径，使得径向凸缘480的外部径向表面与压力护套110的外侧壁119的直径平齐。
参考图5C，卷动膜片针筒112的至少部分可以可移除地固定到帽390。在一些方面中，帽390可以具有连接构件，所述连接构件对应于卷动膜片针筒112的连接构件140a(如图4A所示)且与之连接。例如，帽390的内侧壁可以具有一个或多个螺纹455(如图6所示)，其接合卷动膜片针筒112上的相应的螺纹140b(如图4A所示)。一个或多个螺纹455可以具有从近端到远端的径向锥度(taper)，使得随着帽390紧固到卷动膜片针筒112的排放颈140，螺纹455渐进地更紧地接合卷动膜片针筒112的连接构件140a。在其他方面中，可以通过卡扣配合、蛤壳配合、干涉配合、粘合连接、共成形、螺纹配合或任意其他机械固定布置将帽390固定到卷动膜片针筒112。例如，可以通过与在卷动膜片针筒112的排放颈140的外圆周周围延伸的一个或多个径向肋和/或凹槽相互作用，将帽390固定到卷动膜片针筒112。在一些方面中，可以在帽390与卷动膜片针筒112的排放颈140之间的连接接口处提供O形环密封件。在其他方面中，卷动膜片针筒112可以具有内置的帽390。在各方面中，卷动膜片针筒112可以可移除地或不可移除地连接到帽390。期望地，在插入到压力护套110的通孔121中之前，卷动膜片针筒112固定到帽390。在将帽390固定到压力护套110之后，活塞138(如图2所示)可以接合卷动膜片针筒112，以将流体递送到卷动膜片针筒112中或从之递送流体，如本文所描述。
如图5C还示出的，卷动膜片针筒112可以初始地处于压缩的配置中，其中卷动膜片针筒112自身卷翻。通过使每针筒装置需要更少的封装材料和/或允许封装更多的针筒装置，以初始压缩的配置提供卷动膜片针筒112可以在封装和运输期间提供经济上的优点。此外，处于压缩的状态的针筒的较小的大尺寸在注射室或注射间内需要较小的空间来存储针筒包。此外，由于针筒侧壁的设计中的较少材料的使用，降低了制造成本，由于降低了针筒和封装材料的重量，需要较少的原材料和运输成本。
参考图7A-图7B，根据本公开的一方面，针筒组件104示出为具有流体注射器102的接合机构500，以将流体注射器102的活塞138与卷动膜片针筒112接合。图7A-图7B中的卷动膜片针筒112示出为处于空的、压缩的状态，其中卷动膜片针筒112的内部容积未填充有流体，诸如当空的卷动膜片针筒112初始地插入到压力护套中时。在其他方面中，卷动膜片针筒112的内部容积可以至少部分地填充有流体。卷动膜片针筒112的中央部分276具有实质上圆顶形的结构，并且活塞接合部分244从中央部分276近端地延伸。活塞接合部分244配置为与流体注射器102的接合机构500接合。在一些方面中，活塞接合部分244具有杆244a，杆244a具有连接在中央部分276处的第一端244b和从第一端244b近端地延伸的第二端244c。在一些方面中，杆244a的直径在第一端244b与第二端244c之间可以是均匀的。在其他方面中，杆244a的直径在第一端244b与第二端244c之间可以是不均匀的。例如，杆244a的直径可以从第一端244b到第二端244c逐渐减小。
第二端244c具有接合构件，诸如至少一个凸缘或突出部244d，其相对于杆244a的直径径向朝外地突出。在一些方面中，接合构件可以配置为唇(未示出)，其径向朝内地凹陷到杆244a中。至少一个突出部244d可以在杆244a的至少部分的周围以连续或不连续的方式周向地延伸。在一些方面中，突出部244d可以与杆244a一体成形。在其他方面中，突出部244d可以与杆244a分开地形成，可移除地或不可移除地附接到杆244a。一方面中，接合构件突出部244d可以附接到杆244a的近端，例如通过粘合剂或通过机械机构。例如，在一方面中，接合构件可以旋拧到杆244a的近端中，其中螺丝头可以形成突出部244d。在其他方面中，可以在一个或多个制造步骤中与杆244a一体地形成突出部244d，诸如通过将突出部244d与杆244a一起模制，或首先模制杆244a，之后由分开的制造工艺形成突出部244d。一方面中，可以通过在模制杆244a之后，加热并轧制或压缩杆244a的第二端244c来形成突出部244d。突出部244d配置为与径向朝内和朝外地移动的接合机构500的一个或多个接合销或表面相互作用，以将卷动膜片针筒112的杆244与流体注射器102的接合机构500分别接合和脱离。在一些方面中，突出部244d具有面向远端的表面244e，其配置为接合一个或多个接合销/表面520的近端表面，如本文所描述。
继续参考图7A-图7B，活塞138包含外活塞区段510，外活塞区段510具有外活塞套筒512和附接至其的邻接区段514。外活塞套筒512具有外接合表面502，以接合卷动膜片针筒112的至少部分。在一些方面中，活塞138的外接合表面502可以接触卷动膜片针筒112的近端的至少部分，诸如端壁136。外接合表面502可以成型为对应于端壁136的形状，使得外接合表面502与卷动膜片针筒112的端壁136处于表面到表面的接触。外活塞套筒512形成表面，在通过活塞的相对移动的填充或分配过程期间，卷动膜片针筒112的侧壁可以在该表面之上卷翻。
邻接区段514相对于外活塞区段510轴向地可移动。邻接区段514的远端地面对的凸缘或壁架516与外活塞套筒512的近端表面的邻接导致活塞138相对于卷动膜片针筒112远端地移动，以从卷动膜片针筒112的内部容积排出流体。邻接区段514是相对于外活塞区段510在轴向方向上可移动或可滑动的，以控制一个或多个接合销或表面520的状态或位置。邻接区段514相对于外活塞区段510的移动限制为允许销/表面520与接合构件突出部244d的接合或脱离。例如，可以使用固定到邻接区段514的销522限制这样的相对运动。销522行进穿过并安置于在外活塞套筒510中形成的狭槽内。在一些方面中，在外活塞区段510与邻接区段514一同移动之前，邻接区段514可以移动约0.100至0.150英寸(例如0.125英寸)。
活塞138还具有内活塞区段518，内活塞区段518具有中央开口524。内活塞区段518的中央开口524与开口504同轴，开口504沿着活塞138的纵向轴线506延伸穿过外活塞区段510的中央部分。内活塞区段518的中央开口524和外活塞区段510的开口504成型为接收卷动膜片针筒112的活塞接合部分244。期望地，开口504、524的内径稍大于活塞接合部分244的最宽部分的外径，以允许活塞接合部分244自由插入到开口504、524中。在某些方面中，开口504的直径为圆锥形，以将接合部分244引导到正确位置，用于销/表面520与接合构件突出部244d的接合或脱离。
继续参考图7A-图7B，一个或多个接合销/表面520定位于凹部526内侧，凹部526限定在邻接区段514与夹紧环528之间。夹紧环528可移除地附接到邻接区段514，诸如通过螺纹连接。一个或多个接合销/表面520配置为由于邻接区段514相对于内活塞区段518的移动而在径向方向上通过通路530延伸和缩回。通路530限制一个或多个接合销520相对于内活塞区段518的轴向移动，但允许径向移动。一个或多个接合销/表面520实质上为L形，且配置为接触邻接区段514或夹紧环528中的一个，这取决于活塞138在近端方向A上还是远端方向B上移动。与邻接区段514或夹紧环528中的一个的这样的接触导致一个或多个销/表面520从通路530延伸或缩回到通路530中。
分别由活塞138的近端移动期间与夹紧环528的至少部分和活塞138的远端移动期间与邻接区段514的至少部分的接合，来控制一个或多个接合销/表面520的径向延伸和缩回。邻接区段514具有打开坡面532，而夹紧环528具有关闭坡面534。打开坡面532和关闭坡面534为相对于纵向轴线506成角度的表面，使得邻接区段514相对于内活塞区段518的移动驱使一个或多个销/表面520接触坡面532、534中的一个，并且实现一个或多个销/表面520的径向朝内或朝外移动。在活塞138在近端方向上的移动(诸如由图7A中的箭头A所示)期间，一个或多个接合销/表面520接触夹紧环528上的关闭坡面534，从而导致一个或多个接合销520沿着关闭坡面534滑动并朝内朝向纵向轴线506通过通路530径向地延伸。随着一个或多个接合销/表面520径向朝内地延伸到内活塞区段518的中央开口524，一个或多个接合销/表面520定位为远离活塞接合部分244的突出部244d的远端表面244e。在活塞138的其他近端移动期间，一个或多个接合销/表面520的近端表面接触突出部244d，并在近端方向上拉动卷动膜片针筒112的活塞接合部分244。因为活塞接合部分244与卷动膜片针筒112的侧壁134一体成形，侧壁134因自身反转而卷出，以允许用流体填充卷动膜片针筒112的内部容积114。以此方式，如果卷动膜片针筒112的内部容积114初始地为空的(或部分地填充)且卷动膜片针筒112的近端132朝向远端130自身卷动，则卷动膜片针筒112可以通过活塞138在近端方向上铺展和收回，以用流体填充内部容积114。为了防止在侧壁134开始自身卷动之前端壁136自身卷动，相对于侧壁134的厚度，端壁136期望地具有较厚的侧壁，如本文中所讨论。
可以通过在远端方向上驱动活塞138，从卷动膜片针筒112的内部容积114递送流体。在活塞138在近端方向上移动(诸如由图7B中的箭头B所示)期间，一个或多个接合销520接触邻接区段514上的打开坡面532，从而导致一个或多个接合销/表面520沿着打开坡面532滑动并从纵向轴线506径向缩回。随着一个或多个接合销/表面520从内活塞区段518的中央开口524径向缩回，一个或多个接合销/表面520离开与活塞接合部分244的突出部244d的接触，并且外活塞区段510在远端方向上推动卷动膜片针筒112的近端132。卷动膜片针筒112的侧壁134自身反转，从而减小卷动膜片针筒112的内部容积114，以从卷动膜片针筒112递送流体。以此方式，如果卷动膜片针筒112的内部容积114被完全或部分地填充，可以通过由于活塞138的远端移动而引起的卷动膜片针筒112的侧壁134的自身折叠来卷动卷动膜片针筒112，以从内部容积114递送流体。一旦流体中的一些或全部已经被从内部容积114排放，可以通过在近端方向A上缩回活塞138来用流体重新填充卷动膜片针筒112，如本文所描述。
图8为根据本公开的另一方面的卷动膜片针筒112和柱塞144的截面侧视图。柱塞144具有内元件300和裹在内元件300的至少部分的周围的弹性元件310。弹性元件310的一端(诸如近端310a或远端310b)可以固定到内元件300，而弹性元件310的相对端围绕内元件300自由旋转。一经弹性元件310的一端围绕内元件300在第一方向(诸如顺时针或逆时针方向)上旋转，弹性元件310可以径向朝外膨胀，以接合围绕内元件300和弹性元件310的外元件320的内表面。外元件320可以形成为分裂圆柱，所述分裂圆柱具有沿着其纵向轴线延伸的狭缝。外元件320的外表面接合卷动膜片针筒112的侧壁134。从而，随着弹性元件310抵靠外元件320的内表面膨胀，外元件320径向朝外膨胀，使得其外表面接合卷动膜片针筒112的侧壁134。以此方式，柱塞144可以移动卷动膜片针筒112的侧壁134，以从卷动膜片针筒112的内部容积114收回流体或排出流体。在一些方面中，处于膨胀状态的弹性元件310可以接合卷动膜片针筒112的侧壁134。一经弹性元件310围绕内元件300在与第一方向相反的第二方向上旋转，弹性元件310可以径向朝内收缩，从而脱离外元件320。在一些方面中，处于收缩状态的弹性元件310可以从卷动膜片针筒112的侧壁134脱离。
图9为根据本公开的另一方面的压力护套110的截面侧视图。压力护套110可以具有适配器110a，以将压力护套110与注射器102可释放地连接。压力护套110的外侧壁具有相对于外侧壁径向朝外突出的一个或多个凸片330。一个或多个凸片330接收在形成于适配器110a上的接合机构的相应的狭槽340中。在一些方面中，可以通过将压力护套110插入到适配器110a上的中央开口中并将压力护套110相对于适配器110a在第一方向(诸如在顺时针或逆时针方向上的部分转动)上旋转，直到凸片330被接收在狭槽340内，来将压力护套110固定到适配器110a。一经接收，凸片330轴向地保持压力护套110与适配器110a锁定，直到压力护套110被在与第一方向相反的第二方向(诸如在逆时针或顺时针方向上的部分转动)上旋转。适配器110a可以具有径向凸缘350，径向凸缘350从外侧壁突出，以防止流体滴落到注射器102中。可以在适配器110a上提供一个或多个锁定元件360，以将适配器110a与注射器102上的相应的锁定机构可移除地锁定。在一些方面中，适配器110a可以诸如通过卡销连接与注射器102可移除地锁定。在其他方面中，适配器110a可以具有连接构件，以将适配器110a和压力护套110可释放地固定到流体注射器102，其为本文中所讨论的专利号为5，383，858；5，873，861；6，652，489；9，173，995；或9，199，033的美国专利中所描述的连接构件的形式。
为了以受控制的方式在没有卷动膜片针筒112的侧壁134的纵向弯曲或打褶(pleating)的情况下收回端壁132，柱塞144需要施加在卷动膜片针筒112的近端壁132上的力是卷动膜片针筒112的一个或多个材料性质(诸如弹性杨氏模量)、侧壁134在折叠区域处的厚度、柱塞144与卷动膜片针筒112的朝内的外侧壁之间的摩擦力、以及相对于卷动膜片针筒112的直径的柱塞144的直径的函数。某些情况下，在侧壁134的卷动或铺展期间(诸如在流体填充或递送程序期间)，侧壁134的卷动的部分处或附近可能产生一个或多个折叠500，其可能导致抽取到卷动膜片针筒112中或从之或递送的流体的体积上的误差或不精确性。参考图11A-图11B，在侧壁134的卷翻的各阶段期间，当没有在端部分和侧壁处使用正确的壁厚度时，一个或多个折叠500被示出为在卷动膜片针筒112的侧壁134上。此折叠行为(已知为“打褶”)可能是由当侧壁134的外部部分自身卷动时卷动膜片针筒112的直径减小造成。在某些情况下，可能由不均匀圆周向侧壁厚度、基部中的不均匀几何结构和/或柱塞与基部之间的局部接触而加剧打褶行为。一旦形成，在柱塞144的缩回期间，折叠500的存在通常保持在侧壁134中。卷动膜片针筒112的重复的填充和排空可能导致折叠500的位置处的侧壁134中的局部材料应力上的增加。此外，侧壁134中的折叠500可能影响流体递送体积的精确度。因此，当设计采用卷动膜片针筒112的流体递送系统时，卷动膜片针筒112的材料性质、侧壁134在折叠区域处的厚度、柱塞144与卷动膜片针筒112的朝内的外侧壁之间的摩擦力、以及相对于卷动膜片针筒112的直径的柱塞144的直径是重要的设计标准，以减少或消除折叠500的形成和传播并允许流体递送的一致性和精确度。
在一些方面中，对于给定材料和侧壁厚度的卷动膜片针筒112，可以通过控制相对于卷动膜片针筒112的外径的柱塞外径来减少或消除打褶。在一个试验分析中，由PET材料制成且具有0.006”的侧壁厚度和1.805”外径的第一卷动膜片针筒112被使用具有1.609”的外径的柱塞144卷动(图10A)，而由PET材料制成且具有0.006”的侧壁厚度和1.805”外径的第二卷动膜片针筒112被使用具有1.744”的外径的柱塞144卷动(图10B)。参考图10A，在第一示例中，在不期望的折叠500的形成中出现打褶。此示例中，柱塞直径对卷动膜片针筒直径的比例是0.891，需要44lb的力来驱动柱塞144。在其他示例中，已经发现柱塞直径对卷动膜片针筒直径的比例范围为从0.892至0.999(在其他方面中为从0.920至0.985，在另外的其他方面中为从0.955至0.980，且在又一些其他方面中为从0.960至0.975)减少或消除侧壁134的打褶。已经发现打褶效果随着柱塞直径进一步缩小而恶化。参考图10B，卷动膜片针筒112的侧壁134上的打褶被消除。在此方面中，柱塞直径对卷动膜片针筒直径的比例为0.966，需要75lb的力来驱动柱塞144。参考图12A-图12B，通过将侧壁厚度从0.006英寸加倍至0.012英寸(例如从0.008-0.015英寸)，减少了打褶效果。柱塞力从42lb增加至208lb以启动和保持侧壁134的卷动。下面的表1包含与各种直径的柱塞144使用的对于各种侧壁厚度的卷动膜片针筒112的试验数据。对于每个实验示例示出了柱塞力值(“峰值卷动力”)。
表1
尽管在前面的说明书中提供了流体递送系统的方面和用于其的针筒，本领域技术人员可以对于这些方面进行改变和变化，而不背离本公开的范围和精神。相应地，前面的说明书意图为阐述性而非局限性的。上文所描述的公开由所附权利要求限定，并且落入权利要求的等同的含义和范围内的对本公开的全部改变被其范围所包含。

Claims (20)

1.在其中接收医疗流体的卷动膜片针筒，所述卷动膜片针筒包括：
近端，具有用于与活塞接合的端壁；
远端，具有开放式排放颈；
侧壁，所述侧壁沿着纵向轴线在所述近端与所述远端之间延伸；以及
活塞接合部分，所述活塞接合部分从所述端壁的中央部分近端地突出且配置为与流体注射器的活塞接合，所述活塞接合部分具有杆，所述杆具有附接到所述端壁的第一端、从所述第一端近端地延伸的第二端、以及在所述第二端处的至少一个接合构件，所述至少一个接合构件相对于所述杆的外表面径向朝外或径向朝内地突出，
其中所述侧壁是柔性的，且当由所述活塞作用在其上时自身卷动，使得随着所述活塞从所述近端前进到所述远端，所述侧壁的外表面在径向朝内的方向上折叠。
2.如权利要求1所述的卷动膜片针筒，其中所述端壁的至少部分具有不均匀的厚度。
3.如权利要求1所述的卷动膜片针筒，其中随着所述活塞从所述远端缩回到所述近端，所述侧壁在径向朝外的方向上展开。
4.如权利要求1所述的卷动膜片针筒，其中所述端壁具有倒圆折叠边缘，并且其中所述端壁的至少部分在径向朝内的方向上从所述倒圆折叠边缘在厚度上连续增加。
5.如权利要求1所述的卷动膜片针筒，其中所述排放颈具有用于连接到帽的连接构件。
6.如权利要求1所述的卷动膜片针筒，其中所述接合构件具有远端表面，所述远端表面配置为在所述活塞在所述近端方向上的移动期间接合所述活塞的一个或多个接合销。
7.如权利要求1所述的卷动膜片针筒，其中所述接合构件与所述杆的第二端一体成形。
8.如权利要求1所述的卷动膜片针筒，其中所述卷动膜片初始地处于压缩的、卷起的状态，并且配置为在填充过程期间随着所述活塞在近端方向上缩回所述端壁而铺展。
9.用于流体递送系统的针筒组件，所述针筒组件包括：
压力护套，所述压力护套具有开放远端、开放近端和侧壁，所述侧壁具有在所述远端与所述近端之间延伸的通孔；
卷动膜片针筒，所述卷动膜片针筒配置为接收在所述压力护套的通孔内，所述卷动膜片针筒包括：
近端，具有用于与活塞接合的端壁；
远端，具有开放式排放颈；
侧壁，所述侧壁沿着纵向轴线在所述近端与所述远端之间延伸，所述卷动膜片针筒的侧壁限定内部容积，以在其中接收医疗流体；以及
活塞接合部分，所述活塞接合部分从所述端壁的中央部分近端地突出且配置为与流体注射器的活塞接合，所述活塞接合部分具有杆，所述杆具有附接到所述端壁的第一端、从所述第一端近端地延伸的第二端、以及在所述第二端处的至少一个接合构件，所述至少一个接合构件相对于所述杆的外表面径向朝外或径向朝内地突出；以及
帽，所述帽配置为接合所述压力护套的远端和所述卷动膜片针筒的远端中的至少一个，以封闭所述卷动膜片针筒的开放式排放颈，
其中所述卷动膜片针筒的侧壁是柔性的，且当由所述活塞作用在其上时自身卷动，使得随着所述活塞从所述近端前进到所述远端，所述侧壁的外表面在径向朝内的方向上折叠。
10.如权利要求9所述的针筒组件，其中所述压力护套的近端具有从所述压力护套的侧壁的外表面径向朝外地突出的至少一个锁定唇或凸耳，以将所述压力护套与流体注射器可释放地锁定。
11.如权利要求9所述的针筒组件，其中所述帽具有至少一个凸起或凹槽，所述至少一个凸起或凹槽与所述压力护套的远端上的相应的凹槽或凸起相互作用，以将所述帽可释放地固定到所述压力护套。
12.如权利要求9所述的针筒组件，其中所述帽具有管口和围绕所述管口的环形侧壁，所述侧壁具有从所述环形侧壁的外表面径向朝外地突出的一个或多个抓握元件。
13.如权利要求9所述的针筒组件，其中所述帽不可移除地固定到所述卷动膜片针筒的排放颈，并且其中所述帽具有接合元件，以将所述帽与所述压力护套的远端可移除地连接。
14.如权利要求13所述的针筒组件，并且其中随着所述活塞从所述远端缩回到所述近端，所述侧壁的外表面在径向朝外的方向上展开。
15.如权利要求9所述的针筒组件，其中所述活塞接合部分的所述接合构件具有远端表面，所述远端表面配置为在所述活塞在所述近端方向上的移动期间接合所述活塞的一个或多个接合销。
16.如权利要求9所述的针筒组件，其中所述端壁的至少部分具有不均匀的厚度。
17.如权利要求16所述的针筒组件，其中所述端壁的厚度在径向朝内的方向上增加。
18.如权利要求9所述的针筒组件，其中所述帽具有管口，所述管口与所述卷动膜片针筒的内部容积流体连通，所述管口具有用于连接到流体路径套件的连接器。
19.如权利要求18所述的针筒组件，其中所述连接器为鲁尔连接器。
20.在其中接收医疗流体的卷动膜片针筒，所述卷动膜片针筒包括：
近端，具有用于与活塞接合的端壁；
远端，具有开放式排放颈；
侧壁，所述侧壁沿着纵向轴线在所述近端与所述远端之间延伸，所述卷动膜片针筒的侧壁限定内部容积，以在其中接收所述医疗流体；
活塞接合部分，所述活塞接合部分从所述端壁的中央部分近端地突出且配置为与流体注射器的活塞接合，所述活塞接合部分具有杆，所述杆具有附接到所述端壁的第一端、从所述第一端近端地延伸的第二端、以及在所述第二端处的至少一个接合构件，所述至少一个接合构件相对于所述杆的外表面径向朝外或径向朝内地突出；以及
帽，所述帽固定到所述卷动膜片针筒的排放颈，所述帽具有管口，所述管口与所述卷动膜片针筒的内部容积流体连通，
其中所述侧壁是柔性的且当由所述活塞作用在其上时自身卷动，使得随着所述活塞从所述近端前进到所述远端，所述侧壁的外表面在径向朝内的方向上折叠，并且其中随着所述活塞从所述远端缩回到所述近端，所述侧壁的外表面在径向朝外的方向上展开。
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