CN112533658B - 一种具有除氧剂和容积减小功能的负压设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于负压疗法的负压组织治疗系统，包括盖布、垫片材料、反应器壳体、反应器和任何流体连接件。所述盖布覆盖患者皮肤，在所述盖布下保持负压状态。所述垫片材料与所述盖布配合使用，以限定由所述垫片材料密封的封闭空间。所述反应器壳体限定与所述封闭空间流体连通的密闭室，所述反应器设置在所述反应器壳体中。所述反应器消耗来自由所述封闭空间、密闭室和/或任何流体连接件限定的系统容积的氧气。由于氧气消耗，所述系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。
Description
背景技术
负压伤口治疗(Negative pressure wound therapy，简称NPWT)是治疗难以治愈的慢性伤口，减少术后切口瘢痕形成和感染的有效方法。市场上可买到的系统采用外部机电泵、电源和控制器，通过软管连接到伤口敷料上。在许多情况下，负压120mmHg和80mmHg(内压分别为640mmHg和680mmHg)通常被视为首选范围。由于装置体积、重量和噪音，使用需要电源和控制器的机电泵会大幅增加成本，并影响患者的生活方式。
使用化学除氧剂在固定容积系统中形成相对于大气的负压会大幅降低成本，无需电源，可静音操作。然而，化学除氧剂通过脱除构成干燥空气含量21％的氧气，自然产生150-160mmHg的负压或590-600mmHg的内压(取决于相对湿度(relative humidity，简称RH))。
发明内容
根据一个方面，提供了一种负压组织治疗系统，包括盖布，该盖布是一种柔性材料，在真空作用下，该柔性材料能够在盖布下方保持负压状态。垫片材料固定在盖布的面向皮肤的表面上。当盖布附着到组织部位周围的皮肤上时，垫片材料与盖布一起限定盖布下方的封闭空间，其被垫片材料包围。反应器与封闭空间流体连通。封闭空间限定系统容积。反应器被配置成消耗系统容积的氧气。盖布被配置成使得由于反应器消耗系统容积的氧气，系统容积从初始系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。
根据另一方面，提供了一种负压组织治疗系统，包括盖布，由柔性材料制成，在真空作用下，该柔性材料能够在盖布下方保持负压状态。垫片材料固定在盖布的面向皮肤的表面上。当盖布附着到组织部位周围的皮肤上时，垫片材料与盖布一起限定盖布下方的封闭空间，其被垫片材料包围。反应器壳体限定与封闭空间流体连通的密闭室。反应器置于密闭室中并被配置成消耗氧气。密闭室和封闭空间限定系统容积。盖布和反应器壳体配置成使得由于反应器消耗系统容积的氧气，系统容积从初始系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。
附图说明
图1示出了本发明提供的一种用于负压系统的敷料的示例的示意性平面图；
图2示出了从系统中脱除氧气之前负压系统的示意性横截面图；
图3示出了从系统中脱除氧气之后负压系统的示意性横截面图。
具体实施方式
本发明的应用不限于以下描述中提供的或附图中示出的组件的构造和布置的细节。本发明能够实现其它实施例并以各种方式实施。本文中使用的措辞和术语是出于描述目的，不应被视为限制性的。此外，“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。本发明大体上涉及负压型伤口系统，但本文中描述的系统无需始终与伤口治疗一起使用，并且可以用于其它应用中。
对于室温条件下的50％RH，水蒸气压约为9mmHg。对于干燥空气，脱除21％氧气将形成158mmHg(760mmHg–9mmHg＝751mmHg)的负压。虽然这仍然被视为在治疗范围内，但相对于大气，优选较低的负压，因为较低的负压往往对患者来说更舒适，而且在应用和移除时不太可能造成组织应力。
可以认识到，与下面讨论的相比，密封到患者皮肤上的敷料可能包含较高的水蒸气压，因为局部大气RH将发生变化，皮肤将承受接近恒定的水蒸气压，并且系统内部温度将稍微更加接近体温。这些变量对下面的定量计算只有轻微影响。
允许NPWT系统容积在负压条件下可控地减小可以形成低于“自然”负压150-160mmHg(内压605±5mmHg)的受控负压。如下计算所示，容积减小5％-6％将形成约120mmHg的负压，容积减小约11％将形成约80mmHg的负压。
P1V1＝P2V2，其中P1＝605mmHg(155mmHg负压)
如果V2＝0.945V1(容积减小5.5％)，P2＝P1(V1/V2)＝605(V1/0.945V1)。
P2＝605/0.945＝640mmHg和760–640＝120mmHg负压。
如果V2＝0.89V1(容积减小11％)，P2＝605/0.89。
P2＝680mmHg和760-680＝80mmHg负压。
参照图1和图2，负压组织治疗系统20包括盖布22、垫片材料24、反应器壳体26、反应器28和流体连接件30(示意性地示出)。负压组织治疗系统20可以包括下面将更详细描述的其它组件。盖布22由柔性材料制成，在真空作用下，柔性材料能够在盖布22下方保持负压状态。当盖布22附着到皮肤S上时，垫片材料24置于盖布22下方；当盖布22附着到伤口、手术切口或其他组织部位(以下简称“组织部位”)周围的皮肤S上时，垫片材料24会限定盖布22下方的封闭空间32，其被垫片材料24包围，以便长时间在盖布22下方和组织部位周围保持负压环境，此外还可以更容易地将敷料放置在皮肤上。反应器壳体26限定经由流体连接件30与封闭空间32流体连通的密闭室34。反应器28置于密闭室34中并被配置成消耗氧气。密闭室34、封闭空间32和流体连接件30限定系统容积，即反应器28消耗其中氧气的空气容积。盖布22、反应器壳体26和/或流体连接件30配置成使得由于反应器28消耗系统容积的氧气，系统容积从初始系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。
盖布22可以是薄膜，在真空作用下，能够在盖布22下方保持负压状态。用于制成盖布22的薄膜基本上不渗透液体，但在某种程度上会渗透水蒸气，同时仍然能够在盖布22下方保持负压状态。例如，用于制成盖布22的薄膜材料可以由聚氨酯或其它半渗透性材料构成，例如以
品牌销售的材料或可从3M获得的9834TPU胶带。此外，也可从其它制造商处获得类似薄膜。即使用于制成盖布22的薄膜可以具有每天约836g/m2或更高的渗水率，在组织部位周边进行适当密封时，这些膜仍然能够在盖布22下方保持负压状态。盖布22可以由诸如硅树脂、橡胶等之类的其它柔性材料制成，在真空作用下，柔性材料能够在盖布22下方保持负压状态。
当盖布22由薄膜制成时，盖布22可以浇铸到用纸制成的浇铸片材40上，作为敷料42的一部分。装配敷料42时，可以吻切浇铸片材40，以实现浇铸片材开口44。盖布22可以由透明材料制成，使得垫片材料24在由浇铸片材40中的浇铸片材开口44限定的“窗口”内可见。
可以在盖布22的面向皮肤的表面52上应用压敏丙烯酸基粘合剂50。可以对盖布22应用其它类型的粘合剂，然而，已知压敏丙烯酸基粘合剂在与皮肤接触时具有强初始粘性，可以持续相对较长时间(例如几天)。可以在盖布22的整个面向皮肤的表面52上应用压敏丙烯酸基粘合剂50，所述粘合剂也可用于在装配期间固定敷料42的其它组件。
盖布22还可以包括开口60，允许将真空源62连接到敷料42。开口60可以通过由垫片材料24围绕的区域内的浇铸片材40(在移除形成浇铸片材开口44的浇铸片材40的部分之前)和盖布22切割。配件64(在图1中示意性地示出)可以放置在开口60上方并经由软管66(也在图1中示意性地示出)连接到包括反应器28的真空源62，软管66与配件64可以配合构成流体连接件30的组件。可以提供覆盖盖布22中的开口60的透气/不透液的过滤器70。如图1和图2所示，透气/不透液的过滤器70靠着盖布22的面向皮肤的表面设置。然而，透气/不透液的过滤器70可以设置在盖布22的外表面上。
垫片材料24可以是在硅凝胶背膜72上应用的硅凝胶。当用于负压伤口治疗应用时，希望垫片材料24具有以下功能特性：(1)用于制成垫片材料24的材料具有极强的生物相容性，即能够持续穿戴数天或数周，对其所在皮肤无明显影响；(2)相对于皮肤而言，材料应具有温和的粘性，以便在穿戴者进行日常生活活动时，材料不会解封；以及(3)材料应具有柔性和适合性，以适应患者运动，同时始终保持“真空”密封状态。在可获得的生物医学材料中，硅凝胶被确定为垫片候选材料，例如可从美国宝丽摩赛思获得的部件号为PS-1050的凝胶。诸如水凝胶等之类的其它材料可以用作密封垫片，但不像硅凝胶那样具有生物相容性。
真空源62包括反应器28，其是从封闭空间32内的空气中脱除氧气以便将封闭空间内的气体压力降低约20％的化学除氧剂，除非系统容积发生变化。由于本实施例中的真空源62包括作为化学除氧剂的反应器28，因此防止封闭空间32周围出现任何泄漏至关重要。外部氧气可能会耗尽真空源62中的反应器28，应防止其穿过盖布22或垫片材料24进入，或者在垫片材料24与皮肤S之间渗透。
在图1中，反应器28置于密闭室34中。当敷料42附着到组织部位周围的皮肤S上时，反应器28经由流体连接件30和开口60与盖布22下方的封闭空间32流体连通，该封闭空间32被垫片材料24包围。由反应器壳体26限定的密闭室34和/或封闭空间32通常不与周围环境连通，除非负压组织治疗系统20中存在泄漏。这与已知使用机械泵的负压系统相反，所述负压系统通过机械泵将封闭空间中的空气吸入周围环境中。这些机械泵系统中的泄漏并不那么严重，因为机械泵通常可以克服相对较小的空气流因系统泄漏而进入封闭空间的影响。相反，当使用反应器28时，泄漏过多可能会导致反应器28被消耗并且不再能够脱除氧气。
盖布22、反应器壳体26和/或流体连接件30配置成使得由于反应器28消耗系统容积的氧气，系统容积从初始系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。图2描述了盖布22由于反应器28消耗系统容积的氧气而被拉向皮肤S，这会减小封闭空间32的容积。由于盖布22不是放置在组织部位上方的刚性壳体，因此封闭空间32的初始容积(即在反应器28消耗系统容积的氧气之前)可以将系统容积从相对较大的初始系统容积减小至较小系统容积。此外或者可替代地，由于反应器28消耗系统容积的氧气，反应器壳体26和/或流体连接件30可以减小容积。图2描述了反应器壳体26，其具有：侧壁，由于反应器28消耗系统容积的氧气而吸入；配件64，包括易伸缩或弹性元件(例如圆顶状元件)68，由于反应器28消耗系统容积的氧气而吸入。这些组件(例如，盖布22、反应器壳体26和流体连接件30)中的每一个可以配置成使得由于反应器28消耗系统容积的氧气，系统容积从初始系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。
如果需要，敷料42可以包括可用于吸收伤口渗出物的吸收性材料岛74。吸收性材料岛74可以应用在盖布22的面向皮肤的表面52上，并通过压敏丙烯酸基粘合剂50附着到盖布22上。吸收性材料岛74的面积小于盖布22，以便在吸收性材料岛74周围留下涂有粘合剂的盖布的边缘。用于制成吸收性材料岛74的吸收性材料可以是超吸水聚酯。此类吸收性材料的示例包括商标为
的水活性伤口垫。如果需要，可以在吸收性材料岛74的皮肤接触侧提供硅酮涂层76，与皮肤和其它组织具有较高相容性。如上所述，盖布22可以由透明材料制成，使得在应用敷料42时可以看到吸收性材料岛74。如图1所示的实施例中所示，围绕垫片材料24区域吻切浇铸片材40，确保将敷料42放置在组织部位上的人员在放置敷料42期间能够看到垫片材料24和吸收性材料岛74。
再次参照图2，吸收性材料岛74可以与垫片材料24间隔预定距离，所示预定距离可以是系统容积的函数，以便在脱除系统容积的氧气时，确保盖布22能够拉向吸收性材料岛74与垫片材料24之间的皮肤S。吸收性材料岛74与垫片材料24之间的间隔可以配置成基于盖布22的柔性和/或用于制成吸收性材料岛74的吸收性材料的可压缩性，使得由于反应器28消耗系统容积的氧气，系统容积从初始系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。
在吸收性材料岛74具有可压缩性的情况下，将其用于减小系统容积并降低负压还会减轻从伤口或切口吸收渗出物的某些影响。在刚性系统中，例如，在其中盖布由刚性材料制成的一个系统中，渗出物的吸收将取代空气容积，导致净压力增加(而负压降低)。如果通过系统上的净压力来控制容积减小，则由于渗出物而减小空气容积也会因气压增加而增加系统容积。因此，负压的净损失将小于刚性容积系统的净损失。
反应器壳体26可以配置成使得其侧壁或反应器壳体26上的另一弹性或柔性组件由于反应器28消耗系统容积的氧气而吸入。侧壁或反应器壳体26上的其它弹性或柔性组件可以被配置成使得由于反应器28消耗系统容积的氧气，系统容积从初始系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。侧壁或反应器壳体26上的其它弹性或柔性组件吸入或压缩以减小密闭室34容积的程度可以是系统容积的函数，使得由于反应器28消耗系统容积的氧气，系统容积从初始系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。
类似地，配件64上的易伸缩或弹性元件68也可以配置成由于反应器28消耗系统容积的氧气而吸入。易伸缩或弹性元件68拉入或塌陷以减小流体连接件30容积的程度可以是系统容积的函数，使得由于反应器28消耗系统容积的氧气，系统容积从初始系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。
盖布22、反应器壳体26和流体连接件30中的每一个可以配置成使得由于反应器28消耗系统容积的氧气，系统容积从初始系统容积减小至初始系统容积的约95％到约80％之间。换言之，盖布22、反应器壳体26和流体连接件30都可以塌陷以减小系统容积，或只有盖布22、反应器壳体26和流体连接件30中的一个或两个可以塌陷。
此外，盖布22可以配置成进一步塌陷，使得系统容积减小至近零ml或cc。这在相对于大气的负压无需在上面讨论的治疗范围内的情况下是有益的，但希望能够限制伤口周围的氧气。例如，反应器28可以放置在封闭空间32中，或者放置在具有较小容积或没有容积的室(类似于密闭室34)中。当盖布22由于氧气从封闭空间32中脱除而向皮肤S塌陷时，封闭空间32将从初始容积减小至较小容积。因此，封闭空间32中的压力将升至大气压，但氧气将从封闭空间32中脱除，从而在被垫片材料24包围的组织部位四周被脱除。
应当理解的是，可以期望将上述和其它特征和功能中的各种特征和功能或其替代物或变体组合到许多其它不同的系统或应用中。此外，本领域技术人员随后可在其中进行各种目前无法预见或无法预料的替代、修改、变化或改进，此类替代、修改、变化或改进也意在包含在下面的权利要求中。
Claims (16)
1.一种负压组织治疗系统，包括：
盖布，由柔性材料制成，在真空作用下，所述柔性材料能够在所述盖布下方保持负压状态；
垫片材料，固定在所述盖布的面向皮肤的表面上，当所述盖布附着到组织部位周围的皮肤上时，所述垫片材料与所述盖布一起限定所述盖布下方的封闭空间，其被所述垫片材料包围，所述垫片材料具有限定所述封闭空间周边的中心开口；以及
反应器，与所述封闭空间流体连通，
反应器壳体，其限定用于容纳所述反应器的密闭室，所述封闭空间经由软管与所述密闭室流体连通，所述盖布包括用于连接作为所述软管的一部分提供的配件的开口，覆盖开口处设置有透气/不透液的过滤器；
吸收性材料岛，设置于所述垫片材料的中心开口中，其粘附在所述盖布的所述面向皮肤的表面上，所述吸收性材料岛与所述垫片材料隔开，并且所述吸收性材料岛与所述垫片材料之间的间隔会限定所述封闭空间的至少一部分；
其中所述封闭空间限定系统容积，所述反应器被配置成消耗所述系统容积的氧气，并且所述盖布和所述垫片材料被配置成使得由于所述反应器消耗所述系统容积的氧气，所述系统容积从初始系统容积减小至所述初始系统容积的95％到80％之间。
2.根据权利要求1所述的负压组织治疗系统，所述密闭室进一步限定所述系统容积。
3.根据权利要求2所述的负压组织治疗系统，其中所述反应器壳体包括弹性组件，所述弹性组件被配置成因所述系统容积减小而被吸入所述密闭室中。
4.根据权利要求3所述的负压组织治疗系统，其中所述弹性组件是所述反应器壳体的侧壁的一部分。
5.根据权利要求3所述的负压组织治疗系统，其中所述弹性组件是所述反应器壳体的相对侧壁的一部分。
6.根据权利要求2所述的负压组织治疗系统，所述软管进一步限定所述系统容积。
7.根据权利要求6所述的负压组织治疗系统，其中所述软管被配置成因所述系统容积减小而至少部分地塌陷。
8.根据权利要求7所述的负压组织治疗系统，所述配件包括弹性元件，所述弹性元件被配置成因所述系统容积减小而被吸入所述配件中。
9.根据权利要求1所述的负压组织治疗系统，其中所述盖布适于因所述系统容积减小而被吸入所述封闭空间中。
10.根据权利要求1所述的负压组织治疗系统，其中所述盖布是薄膜，所述薄膜被配置成当从所述封闭空间中脱除氧气时被拉向所述吸收性材料岛与所述垫片材料之间的皮肤。
11.一种负压组织治疗系统，包括：
盖布，由柔性材料制成，在真空作用下，所述柔性材料能够在所述盖布下方保持负压状态；
垫片材料，固定在所述盖布的面向皮肤的表面上，当所述盖布附着到组织部位周围的皮肤上时，所述垫片材料与所述盖布一起限定所述盖布下方的封闭空间，其被所述垫片材料包围，所述垫片材料具有限定所述封闭空间周边的中心开口；
反应器壳体，限定与所述封闭空间流体连通的密闭室，所述封闭空间经由软管与所述密闭室流体连通，所述盖布包括用于连接作为所述软管的一部分提供的配件的开口，覆盖开口处设置有透气/不透液的过滤器；
反应器，置于所述密闭室中并被配置成消耗氧气，
吸收性材料岛，设置于所述垫片材料的中心开口中，其粘附在所述盖布的所述面向皮肤的表面上，所述吸收性材料岛与所述垫片材料隔开，并且所述吸收性材料岛与所述垫片材料之间的间隔会限定所述封闭空间的至少一部分；
其中所述密闭室和所述封闭空间限定系统容积，
其中所述盖布、所述垫片材料和所述反应器壳体被配置成使得由于所述反应器消耗所述系统容积的氧气，所述系统容积从初始系统容积减小至所述初始系统容积的95％到80％之间。
12.根据权利要求11所述的负压组织治疗系统，其中所述反应器壳体包括弹性组件，所述弹性组件被配置成因所述系统容积减小而被吸入所述密闭室中。
13.根据权利要求12所述的负压组织治疗系统，其中所述弹性组件是所述反应器壳体的侧壁的一部分。
14.根据权利要求11所述的负压组织治疗系统，其中所述封闭空间经由流体连接件与所述密闭室流体连通，所述流体连接件进一步限定所述系统容积。
15.根据权利要求14所述的负压组织治疗系统，其中所述流体连接件，其固定在置于所述盖布中的开口中，所述配件包括弹性元件，所述弹性元件被配置成因所述系统容积减小而被吸入所述配件中。
16.根据权利要求15所述的负压组织治疗系统，其中所述弹性元件是所述配件的外壁的一部分。
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