CN114173655A - 用于接收流体的装置和方法 - Google Patents

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CN114173655A
CN114173655A CN202080047395.4A CN202080047395A CN114173655A CN 114173655 A CN114173655 A CN 114173655A CN 202080047395 A CN202080047395 A CN 202080047395A CN 114173655 A CN114173655 A CN 114173655A
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龚萍
T·M·布里查兹
H·S·G·麦考利
J·A·韦克菲尔德
V·J·巴龙
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Abstract

本公开总体上涉及通过装置开口接收体液。在一方面中,该装置包括接口,所述接口便于刺穿皮肤和/或从皮肤抽出流体。皮肤可以经受来自真空源的真空。

Description

用于接收流体的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2019年5月2日提交的美国临时专利申请序列No.62/842,303;于2019年7月30日提交的美国临时专利申请序列No.62/880,137;于2019年12月2日提交的美国临时专利申请序列No.62/942,540;于2019年12月16日提交的美国临时专利申请序列No.62/948,788;和于2020年1月10日提交的美国临时专利申请序列No.62/959,868的权益,以上申请中的每一项申请均通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及用于从受试者(例如,从皮肤和/或皮下)接收流体或其它材料(例如,血液或细胞间质流体)的系统和方法。
背景技术
静脉切开术或静脉穿刺是出于静脉内治疗的目的而获得静脉内接入或者获得静脉血液样本的过程。该过程典型地由包括护理人员、抽血者、医生、护士和类似人员在内的医疗从业者实行。需要从受试者获得血液的基本装备,包括使用例如诸如VacutainerTM(Becton,Dickinson and company)和VacuetteTM(Greiner Bio-One GmBH)的抽空(真空)管。其它装备包括皮下注射针、注射器和类似物。然而,这样的过程是烦杂的,并且需要医疗从业者的复杂培训,并且总是不能在非医疗环境中完成。因此,仍然需要对从皮肤或通过皮肤获得血液或其它流体的方法进行改进。
与静脉穿刺相比,通过手指针刺对毛细血管血液采样需要较少的培训,并且可以自行给药。手指针刺采血的缺点在于其是较为疼痛的,并且会难以可靠地获得足够体积和质量的血液样本来用于测试。虽然刺破其它部位(例如,手臂、大腿或手掌)的做法已经用于缓解与手指针刺相关联的疼痛,但是在这些区域中的毛细血管密度较低,使得难以获得适当的样本体积来用于测试。
发明内容
在一些实施例中,本公开总体上涉及用于从受试者接收流体(例如,血液)的装置和方法。在一些情况下,本公开的主题涉及相互关联的产品、特定问题的可替代解决方案和/或一个或多个系统和/或物品的多种不同用途。
在本公开的一个方面中,提供一种用于从受试者接收流体的装置。该装置包括:装置致动器;一个或多个针或流动促动器(activator),其被配置为促使流体从受试者释放;真空源;具有侧壁的支撑件;以及接口,其被配置为接触受试者的皮肤,所述接口限定开口,通过所述开口从受试者接收流体。在一些情况下,所述接口的至少一部分是可相对于所述支撑件的侧壁运动的。
在本公开的另一方面中,提供一种用于从受试者接收流体的装置。该装置包括:壳体,所述壳体包括入口侧壁,所述入口侧壁限定开口以将流体接收到所述壳体中;装置致动器;一个或多个针或流动促动器,其被配置为促使流体从受试者释放;以及接口,其被配置为接触受试者的皮肤。在一些情况下,所述接口包括远侧表面,所述远侧表面被配置为接触受试者的皮肤,并且所述入口侧壁包括远侧端部,其中,在某些实施例中所述入口侧壁的所述远侧表面的表面积大于所述入口侧壁的所述远侧端部的表面积。
在本公开的又一方面中,提供一种用于从受试者接收流体的装置。该装置包括:装置致动器;一个或多个针或流动促动器,其被配置为促使流体从受试者释放;真空源;以及接口,其被配置为接触受试者的皮肤。所述接口限定开口,通过所述开口从受试者接收流体。所述接口具有侧壁,所述侧壁包括漏斗形状。
在本公开的又一方面中,提供一种用于从受试者接收流体的装置。该装置包括:装置致动器;一个或多个针或流动促动器,其被配置为促使流体从受试者释放;真空源,其包括由第一材料制成的柔性圆顶;以及外壳,所述外壳由具有比第一材料的杨氏模量高的杨氏模量的第二材料制成。所述装置致动器是可相对于所述外壳运动的。所述装置致动器相对于所述外壳的运动引起所述柔性圆顶的压缩。
在本公开的又一方面中,提供一种用于从受试者接收流体的装置。在一组实施例中,该装置包括:一个或多个流动促动器,其被配置为在插入受试者的皮肤中时促使流体从受试者释放;真空源,其能够向皮肤施加减小的压力以抽出从受试者释放的流体;以及接口,其被配置为接触受试者的皮肤,所述接口限定开口,通过所述开口将流体从受试者接收到该装置中,其中,所述接口最初在第一接触区域处接触皮肤,并且在向皮肤施加减小的压力之后,所述接口在第二接触区域处接触皮肤。在一些情况下,所述第二接触区域包围所述第一接触区域。在某些实施例中,当施加真空时,皮肤被吸入所述接口区域中,从而促使所述接口在所述第二接触区域处接触皮肤。
在本公开的又一方面中,提供一种用于从受试者接收流体的装置。在一组实施例中,该装置包括:一个或多个流动促动器,其被配置为在插入受试者的皮肤中时促使流体从受试者释放;真空源,其能够向皮肤施加减小的压力以抽出从受试者释放的流体;以及接口,其被配置为在接触区域处接触受试者的皮肤,所述接口限定开口,通过所述开口将流体从受试者接收到该装置中,其中,所述接口被配置为在所述接触区域处基本均匀地扩散力。在一些情况下,在任何位置处经由所述接口施加到皮肤的力与施加到皮肤的平均力相比变化不超过+/-20%。
在本公开的又一方面中,提供一种用于从受试者接收流体的装置。在一组实施例中,该装置包括:一个或多个流动促动器,其被配置为在插入受试者的皮肤中时促使流体从受试者释放;真空源,其能够向皮肤施加减小的压力以抽出从受试者释放的流体;以及接口,其被配置为接触受试者的皮肤,所述接口限定开口,通过所述开口将流体从受试者接收到该装置中,其中,所述接口具有小于1GPa的杨氏模量。在一些情况下,杨氏模量可以小于30GPa、小于20GPa、小于10GPa、小于5GPa、小于3GPa、小于2GPa、小于1GPa、小于500MPa、小于300MPa、小于200MPa、小于100MPa、小于50MPa、小于30MPa、小于20MPa、小于10MPa、小于5MPa等。
在本公开的又一方面中,提供一种用于从受试者接收流体的装置。在一组实施例中,该装置包括:一个或多个流动促动器,其被配置为在插入受试者的皮肤中时促使流体从受试者释放;真空源,其能够向皮肤施加减小的压力以抽出从受试者释放的流体;以及接口,其被配置为接触受试者的皮肤,所述接口限定开口,通过所述开口将流体从受试者接收到该装置中,其中,所述接口限定朝向开口向内倾斜的表面。在一些情况下,在接口内的至少一个位置处的斜率超过至少3°、至少5°、至少7°或至少10°。
在又一方面中,本公开包括制成本文描述的一个或多个实施例的方法,例如,制成用于接收流体的装置的方法。在又一方面中,本公开包括使用本文描述的一个或多个实施例的方法,例如,使用用于接收流体的装置的方法。
当结合附图考虑时,从本公开的各种非限制性实施例的以下详细描述,本公开的其它优点和新颖特征将变得显而易见。在本说明书和通过引用并入的文件包括冲突和/或不一致的公开的情况下,应当以本说明书为准。如果通过引用并入的两份或多份文件相对于彼此包括冲突和/或不一致的公开,则应当以具有较晚生效日期的文件为准。
附图说明
将通过示例的方式参照附图来描述结合本公开的一个或多个方面的非限制性实施例,这些非限制性实施例为示意性的并且不必旨在按照比例绘制。在附图中,所示的每个相同或接近相同的部件典型地由单个数字表示。为了清楚起见,在图示对于本领域的技术人员理解本公开而言非必要的情况下,并非在每个附图中标示每个部件,也不标示所示的本公开的每个实施例的每个部件。在附图中:
图1A是根据本公开的方面的流体接收装置的支撑件和接口的侧视图;
图1B是图1A的支撑件和接口的剖视图;
图2是图1A的支撑件和接口的剖视图,所述支撑件和接口与流体接收模块集成以形成流体接收装置;
图3A是在大气条件下的图1A的支撑件和接口;
图3B是在真空条件下的图1B的支撑件和接口;
图4A是流体接收装置的支撑件和接口的一个实施例的侧视图;
图4B是图4A的支撑件和接口的剖视图;
图5A是图4A的支撑件和接口的底部透视图;
图5B是图4A的支撑件和接口的局部剖切透视图;
图6是图4A的支撑件和接口的透视图,所述支撑件和接口与流体接收模块集成以形成流体接收装置;
图7是图6的流体接收装置的侧视图;
图8是图6的流体接收装置的底视图;
图9是沿着图8的线9-9截取的图6的流体接收装置的剖视图;
图10A是流体接收装置的支撑件和接口的一个实施例的侧视图;
图10B是图10A的支撑件和接口的剖视图;
图11A是流体接收装置的支撑件和接口的一个实施例的侧视图;
图11B是图11A的支撑件和接口的剖视图;
图12是流体接收装置的支撑件和接口的一个实施例的剖视图;
图13A是流体接收装置的支撑件和接口的一个实施例的侧视图;
图13B是图13A的支撑件和接口的剖视图;
图14A是流体接收装置的支撑件和接口的一个实施例的侧视图;
图14B是图14A的支撑件和接口的剖视图;
图15A是具有图14A实施例的接口的流体接收装置的一个实施例的侧视图;
图15B是图15A的流体接收装置的剖视图;
图16A是具有接口的流体接收装置的一个实施例的侧视图;和
图16B是图16A的流体接收装置的剖视图;
图17A是一个实施例的支撑件和接口的透视图,所述支撑件和接口与流体接收模块集成以形成流体接收装置;
图17B是图17A的流体接收装置的侧视图;
图17C是图17A的流体接收装置的前视图;
图17D是沿着图17C中的线17D-17D截取的图17A的流体接收装置的剖视图;
图17E是沿着图17C中的线17E-17E截取的图17A的流体接收装置的局部剖视图;
图18是流体接收装置的一个实施例的透视图,所述流体接收装置具有根据一个方面的装置致动器和外壳;
图19是图18的流体接收装置的前部透视局部剖视图,其中外壳的一部分从视图隐藏;
图20是图18的流体接收装置的后部透视局部剖视图,其中外壳的一部分从视图隐藏;
图21是图18的流体接收装置,其中装置致动器处于部署位置中并且柔性圆顶处于压缩配置中;
图22是图21的流体接收装置的后部透视局部剖视图,其中装置致动器处于部署位置中并且柔性圆顶处于压缩配置中;
图23是图18的流体接收装置的透视局部剖视图,其中刺穿组件、外壳的一部分和柔性圆顶的一部分从视图隐藏;
图24是图23的流体接收装置的透视局部剖视图,其中装置致动器处于部署位置中并且柔性圆顶处于压缩配置中;
图25是图18的流体接收装置的剖视图,其示出在装置致动器、外壳和柔性圆顶之间的相互作用;
图26是流体接收装置的外壳的透视图;
图27是图26的外壳的顶视图;
图28是装置致动器的透视图;
图29是图28的装置致动器的底视图;
图30是流体接收装置的局部剖视图,其示出在装置致动器和外壳之间的相互作用;
图31是具有棘齿的装置致动器的另一个实施例的透视图;
图32是图31的装置致动器的底视图;
图33是图31的装置致动器的侧视图;
图34A至图34G示出在装置致动器上的棘齿和外壳上的棘爪之间的一系列相互作用;
图35是一个实施例的刺穿组件的透视图;
图36是图35的刺穿组件的分解图;
图37是图35的刺穿组件的顶视图;
图38是沿着图37的线38-38截取的图35的刺穿组件的剖视图;
图39是图35的刺穿组件的顶视图;
图40示出沿着图39的线40-40截取的图35的刺穿组件的剖视图以及在刺穿组件的导向壳体中的凹口的详细视图;
图41是图35的刺穿组件的透视图以及导向壳体的凹口的详细视图;
图42是图35的刺穿组件的导向壳体的透视图;
图43是图42的导向壳体的前视图;
图44是图42的导向壳体的顶视图;
图45是图35的刺穿组件的支撑环的透视图;
图46是图45的支撑环的另一个透视图;
图47是图45的支撑环的顶视图;
图48是柔性圆顶形式的真空源的透视图;
图49是图48的柔性圆顶的侧视图;
图50是沿着图49的线50-50截取的图48的柔性圆顶的剖视图;
图51是用于柔性圆顶的可替代形状的剖视图;
图52是用于柔性圆顶的可替代形状的剖视图;
图53是基于距离的闩锁释放部(latch release)的示意图;
图54是基于力的闩锁释放部的示意图;
图55是被布置为串联的弹簧的部署致动器和收回致动器的示意图;
图56是被布置为并联的弹簧的部署致动器和收回致动器的示意图;
图57是具有根据一个方面的装置致动器的流体接收装置的一个实施例的透视图;
图58是图57的流体接收装置的局部剖视图,其中壳体的一部分从视图隐藏;
图59是图57的流体接收装置的另一个局部剖视图的后透视图;
图60是根据一个实施例的图57的流体接收装置的分解图;
图61是根据一个实施例的刺穿组件的分解图,所述刺穿组件包括弹簧和闩锁组件、针和导向壳体;
图62是处于组装状态中的图61的刺穿组件;
图63是图62的刺穿组件的局部剖视图;
图64是图62的刺穿组件的另一个局部剖视图;
图65是图61的刺穿组件的弹簧和闩锁组件的剖视图;
图66是图61的导向壳体的顶视图;
图67是图66的导向壳体的前视图;
图68是图66的导向壳体的局部剖视图;
图69是图57的流体接收装置的壳体的透视图;
图70是图69的壳体的顶视图;
图71是刺穿组件的可替代的实施例的分解图;
图72是图71的刺穿组件的另一个分解图;
图73是处于组装状态中的图71的刺穿组件;
图74是图71的刺穿组件的局部剖视图;
图75是图71的刺穿组件的另一个局部剖视图;
图76是图71的导向壳体的顶视图;
图77是图71的导向壳体的局部剖视图;
图78A至图78M是具有不同支撑件形状的横截面的说明性实施例;以及
图79A至图79F是不同的接口布置的说明性实施例。
具体实施方式
本公开的各方面在应用中不限于在以下描述中所阐述的或在附图中所示出的构造和部件布置的细节。例如,以下讨论了与刺穿皮肤和接收从被刺穿皮肤所释放的血液有关的说明性实施例,但是本公开的各方面不限于与刺穿皮肤和/或接收血液的装置一起使用。可以采用其它实施例,例如,无需刺穿而接收其它体液的装置,并且可以以各种方式实践或执行本公开的各方面。此外,本文所使用的措辞和术语是出于描述的目的,并且不应被视为限制性的。
应理解,对于一些流体接收装置来说,当经由真空从刺穿的皮肤获得流体时,该装置被向下加压到皮肤上,这将力施加到皮肤上。应认识到,施加到皮肤的力可能对从皮肤抽出的流体的质量和数量有影响。例如,就血液而言,应认识到,如果该装置过多地挤压、压缩和/或拉伸皮肤,则例如由于血管对施加到皮肤的力作反应而变形和塌陷,流体会被阻碍从皮肤抽出。
根据一个方面,在一些实施例中,该装置具有接口,所述接口有助于将力分布到皮肤以避免力在皮肤上高度集中。例如,在一些情况下,接口可以被配置为在接触区域处基本均匀地扩散力。例如,在皮肤的任何位置处经由接口施加到皮肤的力可以与施加到皮肤的平均力相比变化不超过+/-50%、不超过+/-40%、不超过+/-30%、不超过+/-20%、不超过+/-10%、不超过+/-5%、不超过+/-3%、不超过+/-2%或不超过+/-2%。
还应认识到,在一些实施例中,刺入皮肤(其已经对施加真空作反应而隆起成某些形状)中并且从该皮肤抽出流体可以引起流体体积的增加和/或流体质量的提高。改善的质量可以包括诸如避免损害红细胞和释放细胞内容物(例如,血红蛋白或钾)或降低凝血活化之类的因素。在一些情况下,皮肤隆起会有助于穿刺针以针的完整插入深度刺入皮肤中。皮肤隆起可以保持皮肤紧绷,并且针会更容易刺入紧绷的皮肤中。
还认识到,在某些情形下,皮肤隆起会诱发血管舒张和增大血流。例如,皮肤隆起会导致隆起组织变形,从而机械地扩张驻留在组织内的血管。这种血管舒张会由于身体对施加到皮肤的力的生理反应而被放大。
根据一个方面,在一些实施例中,该装置具有接口,所述接口允许皮肤在装置下方运动以允许皮肤募集到装置开口中并且促进期望的皮肤隆起以便于刺穿皮肤和随后从皮肤抽出流体。在一些情况下,在刺穿皮肤之后可能发生皮肤运动,例如,由于在刺穿皮肤之后产生的真空而会发生运动。
根据另一个方面,在一些实施例中,装置接口有助于在皮肤隆起和/或其它运动期间保持与皮肤密封。
本文描述的实施例涉及一种流体接收装置,其具有用于便于从受试者抽出流体的接口。在一些实施例中,接口可以与流体接收模块集成,所述流体接收模块可以用于促进从受试者抽出流体。流体接收模块可以包括以下部件中的一个或多个:真空源,流体储存室和流动促动器。在一些实施例中,流体接收装置被布置成刺穿受试者的皮肤,使刺穿的皮肤经受真空以将流体从皮肤抽吸出,并且将流体收集在装置内。该装置可以被布置成将多个微针部署到皮肤中。该装置可以被定位在受试者的任何合适的位置上,例如,手臂或腿部、背部、腹部等。
受试者通常是人类,但是在某些情况下可以使用非人类受试者,例如,其它哺乳动物,诸如狗、猫、马、兔、牛、猪、绵羊、山羊、大鼠(例如,褐家鼠)、小鼠(例如,小白鼠)、豚鼠、仓鼠、灵长目动物(例如,猴子、黑猩猩、狒狒、猿、大猩猩等)或类似动物。
该装置可以由受试者和/或其它人(例如,医疗保健提供者,诸如医生)致动,或者该装置本身可以是自致动的,例如,在应用于受试者的皮肤时。
在一组实施例中,真空源是产生压差(例如,真空)的压力调节器。压力调节器可以是能够在两个或更多个位置之间产生压差的压力控制器部件或系统。根据如本文讨论的各种实施例,压差应当至少足以推压流体或其它材料的运动,并且在两个或更多个位置处的绝对压力并不重要,只要它们的压差合适即可,并且它们的绝对压力值对于此处讨论的目的是合理的。例如,相对于在另一个位置处的较低压力(大气压力或某一其它压力),压力调节器可以在一个位置中产生高于大气压力的压力,其中压力之间的差异足以引起流体传输。在另一个示例中,调节器或控制器将涉及在一个位置中的低于大气压力(真空)的压力以及在其它一个或多个位置处的更高压力(大气压力或不同压力),其中压力之间的差异足以传输流体。无论在本文中何处与压力调节器或压差相关联地使用“真空”或“压力”,应当理解,也可以实施相反的方式,如将由本领域的普通技术人员理解的,例如,在许多情况下,真空室可以用压力室代替,以用于产生适于促使流体或其它材料传输的压差。
在一些实施例中,真空源是可以由用户致动以产生真空的部件。被致动以产生真空的真空源可以是纯机械的,或者可以需要电力来操作(例如,电池供电的或有线的以从墙上插座接收电力)。在一些实施例中,真空源具有运动以产生真空的可运动部件,例如,柔性膜、活塞、可膨胀泡沫或形状记忆材料。在以下进一步详细描述的一些说明性实施例中,真空源可以是可压缩的柔性圆顶并且可以被偏置以返回到扩展状态,从而在圆顶从压缩状态回复到扩展状态期间产生真空。
在一些实施例中,真空源可以被致动一次以产生足够的真空。在其它实施例中,真空源可以被重复地致动(例如,重复泵送)以产生期望的真空。
在一些实施例中,真空源是预先包装的真空,即,在制造时已经被预先抽真空以处于低于环境压力的压力下的容积或室。在一些实施例中,用户可以致动流体接收装置以打开与预先包装的真空室的流体连通。在一些情况下,在将装置固定到待抽出血液的受试者的皮肤之前,在装置中存在预先包装的真空。因此,当装置被第一次应用于皮肤时,在装置中已经存在预先包装的真空,这与可以在装置内产生真空之前必须首先将装置应用于皮肤的装置相反。然而,在其它实施例中,该装置不需要具有预先包装的真空。
因此,在一些实施例中,该装置包含“预先包装的”真空室,使得装置被接收为“准备使用”,而不需要任何致动以在真空室内产生真空。在一些实施例中,真空源是VacutainerTM管、VacuetteTM管或其它可商购的真空管。
在一些实施例中,装置操作完全是机械的并且不需要电源(例如,电器,电池)或软件电子设备。然而,在其它实施例中,可以使用电源或软件电子设备。
在一些实施例中,真空源可以是能够在装置内产生真空的真空泵。在一些实施例中,真空源可以包括化学物质或其它反应物,它们可以起反应以增大或减小压力,所述压力在机械的或由反应驱动的其它措施的帮助下可以形成压差。在一些实施例中,化学反应可以驱动机械致动以形成压差而无需基于化学反应本身的压力变化。在一些情况下,可以机械地产生真空源,例如,使用柔性圆顶,例如,如本文所述的。
真空源的其它示例包括:注射泵,活塞泵,注射器,球状物,文丘里管,手动(嘴)抽吸。在一些实施例中,真空源包括弹簧加载机构。用户可以在装置的使用过程中将弹簧加载机构待发(cock)。在其它实施例中,弹簧加载机构可以在装置致动之前被预先待发以供应,并且用户可以通过例如致动装置致动器来释放该机构。在一些实施例中,真空源可以包括双稳态圆顶。圆顶可以在装置致动之前以屈曲状态供应,并且装置的致动可以促使屈曲的圆顶弹起到扩展状态中以产生真空。
在一些实施例中,真空可以由没有外部动力的真空源和/或外部真空源产生,例如,真空源可以被自包含在装置内。例如,可以通过改变装置的一部分的形状(例如,使用形状记忆聚合物)来产生真空。作为具体示例,形状记忆聚合物可以在第一温度(例如,室温)下被成形为平坦的但在第二温度(例如,体温)下弯曲,并且当形状记忆聚合物应用于皮肤时,形状记忆聚合物可以从平坦形状变为弯曲形状,从而产生真空。作为另一个示例,可以使用机械装置来产生真空,例如,弹簧、线圈、膨胀泡沫(例如,从压缩状态膨胀)、形状记忆聚合物、形状记忆金属或类似物可以被储存在压缩或缠绕状态中或在施用于受试者时被释放,然后被释放(例如,退绕、解压缩等),以机械地产生真空。
形状记忆聚合物和金属的非限制性示例包括镍钛诺,低聚(ε-己内酯)二醇和可结晶低聚(ρ-二恶烷酮)二醇的组合物,或低聚(ε-己内酯)二甲基丙烯酸酯和n-正丁酯的组合物。
在一些实施例中,该装置可以包括指示器,所述指示器提供已经产生的真空水平的指示。在一些实施例中,指示器包括按钮或由于受到由真空源产生的真空而收回到真空源(例如,真空室)中的其它元件。在一些实施例中,指示器包括压力计或其它压力表。
根据一个方面,为了促进抽出流体,该装置包括接口,所述接口被配置为接触皮肤,该接口是可顺应皮肤的,例如,随着皮肤在真空下隆起,接口能够变形以顺应皮肤。接口可以以弹性的(例如,可逆的)方式或以塑性的(例如,不可逆的)方式顺应皮肤。
在一些实施例中,由于制成接口的材料和/或由于装置的结构几何形状,接口可以是可顺应皮肤的。
在一些实施例中,接口可以相对于装置的其它部件是可运动的,例如,将接口连接到装置的其它部件的刚性壳体或刚性支撑件。
在一些实施例中,接口由诸如硅树脂的柔性材料制成,包括ECOFLEX 10、ECOFLEX30、DRAGONSKIN 30、SMOOTH-SIL 940、SMOOTH-SIL 950和SMOOTH-SIL 960,每一种均来自SMOOTH-ON,INC。这些有机硅材料中的任一种都可以与SLACKER(来自SMOOTH-ON,INC)组合,该材料使有机硅材料更柔软和更发粘。在一些实施例中,接口由热塑性弹性体制成,包括热塑性硫化橡胶。热塑性弹性体的示例包括但不限于,来自EXXONMOBIL的SANTOPRENE 111-35、SANTOPRENE 211-35、SANTOPRENE 111-45和SANTOPRENE 211-45,或来自POLYONE的VERSAFLEX CL2242、VERSAFLEX CL2250、VERSAFLEX OM 1040X-1和VERSAFLEX OM 1060X-1。用于接口的其它可能的柔性材料的示例包括但不限于:聚氨酯,聚苯乙烯/橡胶嵌段共聚物(例如,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)),EPDM和可压缩泡沫(例如,闭孔泡沫或带有薄膜涂层的开孔泡沫以提供对皮肤的密封)。
在一些实施例中,装置的结构几何形状可以允许接口是可顺应皮肤的(例如,在一些实施例中,接口是可相对于装置的其它部件运动的)。例如,装置可以包括将接口连接到装置的其余部分的厚度减小的区域,并且减小的厚度可以充当挠曲区域,例如,铰链,其允许接口相对于装置的其它部分运动。可以使用其它方法来实现挠曲区域,例如,策略性地移除材料(例如,在接口材料中的狭缝)、材料的纹理化、部件的共模塑(例如,通过布置例如在同心环或分层层压板中的更柔软的中间材料连接的两种刚性材料)、由具有非均匀材料特性的一个或多个部件形成接口或波纹管设计。在一些实施例中,接口可以包括单个零件,或者可以包括多个零件。在一些实施例中,多个零件可以例如经由枢轴关系是可相对于彼此运动的。
在一些实施例中,接口可以与支撑件配对,所述支撑件可以将接口连接到装置的其它部件,例如,真空源或装置壳体。
在一些实施例中,支撑件可以比接口更刚性。在一些实施例中,接口由第一材料制成并且支撑件由第二材料制成,所述第一材料的杨氏模量低于所述第二材料的杨氏模量。然而,在其它实施例中,支撑件和接口可以由相同材料制成。
在一些情况下,第一材料和/或第二材料的杨氏模量可以各自独立地小于30GPa、小于20GPa、小于10GPa、小于5GPa、小于3GPa、小于2GPa、小于1GPa、小于500MPa、小于300MPa、小于200MPa、小于100MPa、小于50MPa、小于30MPa、小于20MPa、小于10MPa、小于5MPa,等等。
在这些实施例的一些中,装置的结构几何形状可以允许接口是可相对于支撑件运动的。例如,产生铰接布置的厚度减小的或其它形状的面积可以允许接口相对于支撑件运动。在一些实施例中,接口的至少一部分可以比支撑件的至少一部分更薄。
支撑件的形状可以在不同的实施例之间变化。在一些实施例中,支撑件是具有竖直直壁的圆柱形形状。在一些实施例中,支撑件是漏斗形的,其中壁在从装置开口进入装置的方向上逐渐变细。在一些情况下,具有漏斗形的支撑件会有助于将力分布在皮肤上和/或会有助于促进期望的皮肤隆起。支撑件也可以具有其它形状。
在一些实施例中,接口可以是刚性的而不是柔性的。刚性接口可以设有一个或多个特征部以帮助上述的一些效果,例如,促进皮肤募集以允许期望的皮肤隆起以及力在皮肤上的分布。在一些实施例中,刚性接口可以涂有润滑剂以便于皮肤在接口下运动。润滑剂的示例包括但不限于:凡士林,甘油,丙二醇,羟乙基纤维素,羟丙基甲基纤维素,硅树脂,例如,三硅氧烷/二甲基硅油/环甲基硅油,果胶和芦荟提取物。
用于刚性接口的材料包括但不限于:光聚合甲基丙烯酸酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯(醇)酯(PET),聚丙烯,聚甲基丙烯酸甲酯,聚碳酸酯,聚苯乙烯,聚乙烯,聚氯乙烯,环烯烃共聚物(COC),聚四氟乙烯,含氟聚合物,聚偏二氯乙烯,聚酰亚胺和聚酯。在一些实施例中可以使用这些和/或其它材料的组合。
在一些实施例中,如所提及的,皮肤可以被募集到装置中。在一些情况下,例如,由于施加减小的压力,这可以通过确定最初由接口接触皮肤的面积(例如,第一接触区域)和通过确定在抽出流体之后由接口接触皮肤的皮肤面积来确定。在一些情况下,该第二接触区域可以比第一接触区域大或包围第一接触区域。
在一些实施例中,刚性接口可以被成形为具有与以上针对装置的支撑部分讨论的那些形状相同的任何形状。
应当注意到,并非所有实施例都需要包括流动促动器,如该装置可以不必采用用于促使流体从受试者释放的机构。例如,该装置可以接收由于其它原因(例如,切割或磨损)而已释放的流体,由于单独且独立的装置(例如,单独的刺血针)、开放的流体通路(例如在外科手术期间)而导致流体释放。
如果包括的话,流动促动器可以物理地穿透、刺穿和/或磨损、横向地(例如,狭缝)或旋转地(例如,去核)切割皮肤、化学剥离、腐蚀和/或刺激、释放和/或产生电磁、声波或其它波、其它以其它方式操作来促使流体从受试者释放。流动促动器可以包括可运动机构,例如,用以使针运动,或者可以不需要运动来起作用。例如,流动促动器可以包括在压力下将流体输送到受试者的喷射注射器或“无针注射器(hypospray)”、输送和/或接收流体的气动系统、吸附或吸收流体的吸湿剂、反向离子电渗系统、发射超声波或热能、射频能和/或激光能的换能器等,其中任何一种都不必需要流动促动器的运动来促使流体从受试者释放。在一些实施例中,流动促动器可以包括一个或多个针和/或刀片。
从以下描述将应理解,该装置可以具有针部署和收回机构,其在各个方面中在概念上类似于在2017年7月25日提交的国际申请No.PCT/US2017/043580和2012年11月19日提交的美国专利No.8,821,412中公开的装置,这些专利的公开内容通过引用整体并入本文。
此外,以下文件均通过引用整体并入本文:国际专利申请公布号WO 2010/101621,WO 2011/053787,WO 2011/053796,WO 2011/053788,WO 2011/094573,WO 2011/065972,WO2011/088214,WO 2010/101626,WO 2011/163347,WO 2012/021792,WO 2012/021801,WO2012/064802,WO 2011/088211,WO 2012/149143,WO 2012/149155,WO 2012/149126,WO2012/154362,WO 2012/149134,WO 2016/123282和WO 2018/022535。
转向附图,图1A和1B示出流体接收装置的支撑件和接口的一个说明性实施例。支撑件是圆柱形的,并且如参见图1B,支撑件具有在竖直方向上直的壁。接口10具有水平部分12和竖直部分14。接口由柔性材料制成,使得水平部分12是可相对于竖直部分14运动的并且也是可相对于支撑件20运动的。
如参见图2,支撑件20和接口10可以与流体接收模块30集成以形成流体接收装置1。图2示出与受试者的皮肤8接触的流体接收装置1。接口10限定开口70,通过所述开口将流体从受试者接收到装置1中。流体接收模块可以包含各种部件。在图2所示的实施例中,流体接收模块30包括真空源40、储存室50和诸如针组件60的流动促动器。真空通路42可以在开口70和真空源40之间提供流体连通,并且储存通路52可以在开口70和储存室50之间提供流体连通。在一些实施例中,疏水性阻挡膜43可以被定位在储存室50和真空源40之间以防止从受试者抽出的流体进入真空源40。
图3A和图3B分别示出在大气条件下和在真空条件下在流体接收装置的接口与皮肤之间的相互作用。在大气条件下,接口10的水平部分12与皮肤齐平。由于接口10的柔性,如果皮肤具有不规则性、被弯曲或以其它方式偏离平面,则接口10能够顺应皮肤的形状以保持接口10和皮肤之间的密封。
如图3B所示,当皮肤受到真空时,皮肤8趋于向上隆起9。由于接口10的材料特性和形状,接口的至少一部分相对于支撑件20运动以允许皮肤隆起。水平部分12的一部分相对于支撑件20向上挠曲,允许皮肤隆起并且保持接口10与皮肤8接触。接口10的竖直部分14也可以相对于支撑件20挠曲以允许皮肤隆起。
在图4A、图4B、图5A和图5B中示出流体接收装置的支撑件和接口的另一个说明性实施例。支撑件120是圆柱形的,其具有竖直笔直的壁。如最好参见图4B和图5B,接口110具有水平部分112和倒圆的C状部分114,所述倒圆的C状部分114将接口从支撑件120过渡到接口110的水平部分112。C状部分114可以用作铰链,当施加真空时所述铰链允许水平部分112相对于支撑件120向内和/或向上挠曲。由接口限定开口170。在一些实施例中,接口110不是轴对称的。在一些实施例中,水平部分112可以是锥形的,例如,水平部分112可以朝向开口170变得更薄。在一些实施例中,水平部分112可以包括诸如凹槽或脊部之类的特征部以帮助例如从开口170朝向储存容器(在此也称为储存室)引导血液。接口110可以由具有比支撑件120的材料的杨氏模量低的杨氏模量的材料制成。接口110可以由允许接口110相对于支撑件120运动的柔性材料制成。
图6至图9示出图4A、图4B、图5A和图5B的支撑件120和接口110,其与流体接收模块集成以形成流体接收装置1。图9是沿着图8的线9-9截取的图6的流体接收装置的剖视图。流体接收模块包括真空球状物140形式的真空源、储存容器150以及如图9所示的刺穿组件(或其它流动促动器部署机构),所述刺穿组件包括针组件60和致动机构,所述致动机构包括推帽62、闩锁66、弹簧64和具有击发凸台(firing ledge)68的导向壳体168。弹簧64可以在装置致动之前被初始地压缩。真空球状物会是当受到力时可以改变形状的柔性圆顶。在一些实施例中,当施加到真空球状物的力被移除时,真空球状物可以被偏置以返回到一定形状。在一些实施例中,该力可以由用户施加。在一些情况下,真空球状物可以在由压差施加的力下返回到一定形状。
在操作中,用户按压装置致动器61,所述装置致动器61在该实施例中也是真空球状物140的一部分。对装置致动器61的按压促使推帽62被向下推动,这促使闩锁66越过击发凸台68,从而释放压缩弹簧64以解压缩。弹簧64被联接至针组件60,使得弹簧64的解压缩使针组件60在部署方向上朝向开口170和朝向受试者的皮肤运动,从而刺穿受试者的皮肤。在一些实施例中,当弹簧64解压缩时,弹簧64延伸到超过其休止长度的位置。因此,在刺穿受试者的皮肤期间,弹簧的长度可以长于弹簧的休止长度。在刺穿受试者的皮肤之后,弹簧64可以自收回至其休止长度,从而使针组件60远离开口170向上运动。针的收回可以用于防止随后疏忽地刺穿皮肤。
在一些实施例中,该装置还可以包括第二弹簧65。第二弹簧65可以被联接至针组件60。在一些实施例中,第二弹簧65的刚度小于致动机构的弹簧64的刚度。第二弹簧65可以用作收回弹簧形式的收回致动器。第二弹簧65可以被定位在壳体168和表面121之间并且在装置致动期间被压缩在壳体168和表面121之间。在一些实施例中,第二弹簧65被附接到壳体168并且例如在压缩期间被允许沿着表面121滑动。
第二弹簧65可以与推帽62的一部分和表面121接触。在一些实施例中,包括针组件60、闩锁66、推帽62、弹簧64和壳体168的刺穿组件是可相对于支撑件120运动的。向下推动装置致动器61促使推帽62向下运动。在该说明性实施例中,弹簧64、65被布置为串联的弹簧。由于表面121的反作用力,推帽62的向下运动促使两个弹簧64、65压缩。弹簧65的刚度比弹簧64的刚度小,弹簧65在该第一致动阶段中比弹簧64压缩更大的距离。
随着第二弹簧65压缩,由推帽62、弹簧64、闩锁66和壳体168构成的整个组件作为一个单元朝向开口170向下平移,直到壳体168的底表面接触受试者的皮肤或接触表面121为止,以先发生者为准。随着用户在壳体168的底表面与皮肤接触(或与表面121接触)的同时继续向下推动致动器61,弹簧64继续压缩。弹簧64的压缩允许推帽62朝向闩锁66和击发凸台68运动,直到推帽62接触闩锁66以径向向内地挤压闩锁66的臂为止。结果,闩锁66越过壳体168的凸台,从而释放已压缩的弹簧64而使其解压缩。弹簧64被联接至针组件60,使得弹簧64的解压缩使针组件60在部署方向上朝向开口170和朝向受试者的皮肤运动,从而刺穿受试者的皮肤。在一些实施例中,弹簧64被联接至推帽62。在一些实施例中,当弹簧64解压缩时,弹簧64延伸到超过其休止长度的位置。因此,在刺穿受试者的皮肤期间,弹簧的长度可以长于弹簧的休止长度。在刺穿受试者的皮肤之后,弹簧64可以自收回至其休止长度,从而使针组件60远离开口170向上运动。针的收回可以用于防止随后疏忽地刺穿皮肤。
在一些实施例中,由于弹簧64的刚度和第二弹簧65的刚度之间不同,所以在针组件60的部署期间弹簧64的解压缩可以促使第二弹簧65抵靠表面121压缩。随着弹簧64自收回至其休止长度,第二弹簧65也可以解压缩,使针组件60在收回方向上运动。在一些实施例中,仅当用户释放致动器61时才发生第二弹簧65的解压缩。然而,在其它实施例中,收回可以自动地发生而无需用户释放致动器。
在一些情况下,由于刚度的差异,弹簧65可以比弹簧64显著地压缩更多的量。刚度的差异可以使得壳体168将在弹簧64已经被压缩到使推帽62将闩锁66从壳体168的凸台68脱离的点之前到达皮肤。闩锁的脱离引起弹簧64解压缩。
如上所述,装置致动器61也是真空球状物140的一部分。当用户在装置致动器61上施加力以按压装置致动器61时,该力的施加促使真空球状物挠曲并且向下运动,减小了位于真空球状物140下方的空间142的容积。减小真空球状物下方的空间容积将最初在装置内部引起压力增大,但是由于存在通气孔,所以压力将不在装置内累积。压力可以通过通气孔逸出。在一些实施例中,通气孔是单向通气孔。在一些实施例中,通气孔为阀154的形式。阀154可以是单向阀,使得气流仅从装置内部运动到设备外部,但反过来不是。
对于本文公开的该实施例和所有其它实施例,单向阀的示例包括但不限于鸭嘴阀、球形止回阀、伞形阀、圆顶阀、贝氏阀、隔膜止回阀、旋启式止回阀、截止止回阀、升降式止回阀、直列式止回阀、交叉狭缝式阀或任何其它允许流体仅沿一个方向通过的合适的阀。
在一些实施例中,用户的动作可以形成阀的一部分。例如,垫圈可以被可操作地链接到装置致动器。在装置致动之前,垫圈可以处于关闭位置中。装置致动器的致动可以促使垫圈打开和排出空气。
应当理解,阀并非在所有实施例中都是必要的。例如,在一些实施例中,真空球状物可以在装置致动之前以压缩状态被预先组装在装置内。
在一些实施例中,在停止对真空球状物施加力之后,真空球状物140被朝向返回到其原始形状的方向偏置。因此,当用户停止按压装置致动器61时,真空球状物140开始运动回到其原始形状,从而增大真空球状物下方的空间容积。该容积增大产生了真空,所述真空促进流体从受试者的刺破的皮肤通过开口170流入该装置中。
在图6至图9的说明性实施例中,该装置通过在对皮肤施加真空之前将针部署到皮肤中来操作。
真空的产生可以促使接口110例如在C状部分114处相对于支撑件120挠曲。
进入装置的流体经由流动通路152朝向储存容器流动。在一些实施例中,储存容器150可以是可从装置的其余部分移除的。储存容器150可以具有帽151以在储存容器150从装置的其余部分移除之后封闭收集在储存容器150内的流体。帽可以经由活动铰链被附接到储存容器150。
储存容器150可以被配置为通过装配在流动通路152上而被可移除地联接至装置。储存容器650可以经由例如过盈配合来与流动通路152保持联接并且与流动通路152形成密封。
在一些实施例中,储存容器是收集管的形式。储存容器的尺寸和形状可以被设定为与其它装置(其可以例如从其它方商购获得)有兼容性,例如,离心机、化验装置或其它分析机器。
在一些实施例中,在装置致动之前和在流体从受试者进入储存容器中之前,储存容器包含一种或多种物质或物体。例如,在一些实施例中,储存容器可以包含:肝素钠、肝素锂、平衡肝素、二钾EDTA、三钾EDTA、凝块活化剂(例如,二氧化硅)、柠檬酸钠、氟化钠、草酸钠、枸橼酸葡萄糖、用于在离心过程中分离的凝胶、用于在离心过程中分离的机械屏障、用于核酸(DNA、RNA)的防腐剂、上述的任何组合以及任何其它合适的物体或物质。
在一些实施例中,一种装置可以具有两个或更多个储存容器。在一些实施例中,该装置可以需要用户动作以将进入的一种或多种物质从本体转移到第一储存容器或第二储存容器。在其它实施例中,该装置可以自动地将物质朝向第一储存室或第二储存室指引。
在图10A和图10B中示出流体接收装置的支撑件和接口的又一个说明性实施例。支撑件220是圆柱形的,其具有竖直笔直的壁。接口210是水平的并且在开口270处具有倒圆拐角212。倒圆拐角212可以在帮助降低施加到皮肤的峰值压力的同时帮助促进皮肤运动到开口270中。
在图11A和图11B中示出流体接收装置的支撑件和接口的又一个说明性实施例。接口310是水平的并且限定开口370。支撑件320具有漏斗形壁322,其在远离开口370进入装置的方向上逐渐变细。在一些实施例中,支撑件320可以包括附接部分324以将支撑件320附接到装置的其余部分,例如,附接到真空源或壳体。
在图12中示出流体接收装置的支撑件和接口的又一个说明性实施例。支撑件420是圆柱形的,其具有竖直笔直的壁。接口410是L状的,其具有水平部分412和竖直部分414,其中颈部部分416将水平部分412连结到竖直部分414。颈部部分416的宽度可以小于水平部分412和竖直部分414的宽度。颈部部分416可以在真空条件下促进水平部分412相对于竖直部分414和/或相对于支撑件420挠曲。
在图13A和图13B中示出流体接收装置的接口的又一个说明性实施例。在该实施例中,接口不是相对于支撑件或壳体运动的柔性部件。相反,接口是具有漏斗形壁522的刚性部件,其在远离开口570进入装置的方向上逐渐变细。接口可以包括附接部分524,其附接到装置的其余部分,例如,壳体或真空源。可以将润滑剂施加到壁522以促进皮肤隆起。
在图14A和图14B中示出流体接收装置的支撑件和接口的又一个说明性实施例。支撑件720是具有竖直笔直的壁的薄型(low-profile)圆柱体。接口710是水平的并且在开口770处具有倒圆拐角712。倒圆拐角712可以帮助促进皮肤运动到开口770中。在一些情况下,这可以将皮肤上的压力峰值减到最小。
在图15A和图15B中示出与流体接收装置一起使用的图14A和图14B的柔性接口710的说明性示例。在该实施例中,柔性接口610与装置2一起使用,所述装置2具有预包装的真空、多个微针、用于使微针运动以刺穿皮肤的卡扣圆顶部署致动器以及使微针远离皮肤运动的收回致动器(例如,收回弹簧)。装置2的详细描述可以在于2017年7月25日提交的国际申请No.PCT/US2017/043580以及于2012年11月19日提交的美国专利No.8,821,412中找到。
在图16A和图16B中示出流体接收装置的支撑件和接口的又一个说明性实施例。接口810是柔性的并且包括第一水平部分811、竖直部分812和第二水平部分814。支撑件820具有从竖直壁822过渡到弯曲圆顶824的壁。
在图17A至图17E中示出流体接收装置的又一个说明性实施例。
图17D是沿着图17C中的线17D-17D截取的图17A的流体接收装置的剖视图。图17E是沿着图17C中的线17E-17E截取的图17A的流体接收装置的局部剖视图。
该装置包括接口910和支撑件920。在该说明性实施例中,接口910和支撑件920由相同材料制成。如参见图17D,支撑件920可以具有比接口910的厚度大的厚度。接口910可以包括C状部分914,其允许接口910是可相对于支撑件920运动的。装置可以具有类似的针部署、收回和真空产生装置,如针对图6至图9的实施例所描述的。在一些实施例中,装置900中的阀954的放置可以在与图6至图9实施例的位置不同的位置处。在一些实施例中,阀954位于装置的与储存容器950相对的端部处。然而,在其它实施例中,阀954可以位于进入储存容器950中的流动通路952的区域处。在一些实施例中,阀也可以是如图所示的单独零件,或者阀可以被合并到单个零件中,例如,被添加到真空球状物的特定几何形状,或者阀可以通过两个部件的连结形成,例如,在真空球状物和支撑件之间添加特定几何形状和特定粘合模式。
在一些实施例中,该装置可以包括有助于引导血液流向储存室的特征部。如参见图17E,该装置包括通路915,其从装置开口970朝向流动通路952延伸到储存容器950中。通路915可以被形成到接口910的内表面911中。
在一些实施例中,过渡到进入储存容器950中的流动通路952的接口910的一部分可以被成形为斜坡917以帮助血液流向储存容器950。结果,接口910可以是非对称的。如参见图17D,接口910的一侧可以具有C状部分914并且接口的另一侧可以被成形为斜坡917。
如上所述,在一些实施例中,装置致动器可以是真空源的一部分,例如,上述的真空球状物。
根据一个方面,在一些实施例中,流体接收装置可以具有接触且压缩真空源而不是让用户直接接触真空源的部件。应当理解,在一些实施例中,这样的部件可以帮助真空源的压缩,例如,可以帮助真空源的完全的、均匀的和/或一致的压缩。
在一些实施例中,接触且压缩真空源的部件被附接到不同于真空源的装置致动器。在一些实施例中,装置致动器具有杆和用户接触部分,所述用户接触部分在本文中也称为按钮。在一些实施例中,用户接触部分和杆彼此固定,使得一个零件的运动使另一个零件运动,并且反之亦然。随着用户向下加压用户接触部分,杆也可以接触并且压缩真空源。
在一些实施例中,流体接收装置包括外壳,所述外壳约束装置致动器的运动以帮助由装置致动器压缩真空源。在一些实施例中,外壳将装置致动器的运动约束为线性运动。外壳可以由具有比真空源的材料的杨氏模量高的杨氏模量的材料制成。
在一些实施例中,外壳具有开口,装置致动器通过所述开口运动。装置致动器的杆可以通过外壳的开口运动。开口和杆的尺寸和形状可以被设定为互补的,以将装置致动器的运动约束为线性运动。
在一些实施例中,流体接收装置包括棘齿机构,其允许装置致动器沿一个方向相对于外壳运动,同时阻止装置致动器沿相反方向运动。棘齿机构可以通过禁止真空源返回到其原始形状直到真空源已被完全压缩为止来促进真空源的完全压缩。在一些实施例中,棘齿机构包括位于装置致动器上的棘齿和位于外壳上的棘爪,或者反之亦然。在一些实施例中,流体接收装置包括锁定件(lockout),如果装置先前已被致动,则所述锁定件禁止装置的后续致动。在一些实施例中,这种锁定件可以由棘齿机构提供。在一些实施例中,棘齿机构可以位于不同于装置致动器的或除装置致动器之外的部件上。
在图18中示出具有不同于真空源140的装置致动器71的流体接收装置100的说明性实施例。在该说明性实施例中,真空源是柔性圆顶,所述柔性圆顶在压缩之前具有第一形状并且在压缩期间具有第二形状。当柔性圆顶不再受到压缩时,柔性圆顶被偏置以返回到其第一形状。
装置致动器71包括用户接触部分72和杆74。流体接收装置还包括具有接收杆74的开口22的外壳21。外壳21可以由具有比柔性圆顶140的材料的杨氏模量高的杨氏模量的材料制成。杆74通过开口22是可相对于外壳21运动的。在一些实施例中,外壳21可以包括底部轮缘28。轮缘可以有助于在使用期间抵靠皮肤稳定装置。在一些实施例中,外壳21可以包括一个或多个窗开口29,用户可以通过所述窗开口29看到真空源140。在图19中示出流体接收装置的前部透视局部剖视图,并且在图20中示出流体接收装置的后部透视局部剖视图。在这些局部剖视图中,外壳21的一部分从视图隐藏以显示下方的真空源140的更多部分。
当用户在装置致动器71上施加力时,该力的施加促使杆74的底部压靠在柔性圆顶140上,从而促使柔性圆顶140通过向下挠曲而压缩,如图21和图22所示。
图23是装置致动器致动之前的流体接收装置的局部剖视图,其中外壳的一部分和柔性圆顶的一部分从视图隐藏。为了更清楚地观察柔性圆顶140的内部,刺穿组件也从视图隐藏。在图23中,没有力施加到装置致动器71,并且柔性圆顶140处于其第一原始形状。如参见图23,空间142的容积位于柔性圆顶140下方。在图24中,装置致动器71已经被用户向下按压,促使柔性圆顶140压缩,这减小了在柔性圆顶140下方的空间142的容积。减小在柔性圆顶140下方的空间142的容积将最初在装置内部引起压力增大,但是由于存在阀155,所以压力将不在装置内累积,如图20和图22所示。压力通过阀155逸出。阀155可以是单向阀,随着真空源140被压缩,所述单向阀允许空气在柔性圆顶140下方离开,并且禁止空气沿相反方向运动回来。在图24中,装置致动器41已经一直被推到其触底位置,并且柔性圆顶140处于其第二形状。
当用户停止向装置致动器71施加力时,柔性圆顶140可以自由地返回到其原始形状。柔性圆顶从第二形状返回到第一形状增大了在柔性圆顶140下方的空间的容积,从而在柔性圆顶140下方产生真空。
在图25的剖视图中示出装置致动器、外壳和柔性圆顶之间的相互作用。在该说明性实施例中,装置致动器71的杆74具有与柔性圆顶140直接接触的接触表面79。然而,在其它实施例中,一个或多个中间部件可以位于杆和柔性圆顶之间,并且这样的中间部件可以将施加到装置致动器的力传递到柔性圆顶。
在一些实施例中,杆74和柔性圆顶140接触但不彼此附接。然而,在其它实施例中,杆74和柔性圆顶140例如经由过盈配合、热熔、粘合剂、机械互锁或任何其它合适的附接布置而彼此附接。装置致动器71在外壳21中的致动器开口内滑动,并且外壳21覆盖在柔性圆顶140上。
根据一个方面,外壳和致动器开口用于将装置致动器的运动约束为线性运动,这可以有助于真空源的居中的且均匀的压缩。在图26的透视图中和在图27的顶视图中示出外壳21的致动器开口22。在该说明性实施例中,致动器开口22是加号形状。致动器开口22的形状与装置致动器71的杆74的形状相对应。在图28中示出装置致动器71的透视图,并且在图29中示出装置致动器71的底视图。如参见图29,杆74也具有加号形状,其由第一翅片75、第二翅片76、第三翅片77和第四翅片78构成。杆74的尺寸和形状被设定为线性地滑动通过外壳21的致动器开口22,但是杆74被禁止在致动器开口22内旋转或倾斜。因此,装置致动器71可以被约束为线性运动。
在一些实施例中,杆74包括组装锁定件99,其允许杆74在组装期间待插入致动器开口22中,但是杆74被成形为禁止随后将杆74从致动器开口22移除。在图30中示出组装锁定件99和外壳21之间的相互作用的特写视图。组装锁定件99是楔形的,其中前缘95(即,楔形的尖点)面向杆的底部。如果装置致动器71被向上拉离外壳21,则组件锁定件99的后缘97抵靠外壳21的内表面23,从而禁止装置致动器71从外壳21移除。杆74可以具有位于其翅片上的一个或多个组装锁定件。例如,杆可以在所有四个翅片上都具有组装锁定件,杆可以仅在两个翅片(例如,两个相对的翅片或两个相邻的翅片)上具有组装锁定件,和/或杆可以在翅片的相对侧上具有组装锁定件。
在图28所示的实施例中,装置致动器71具有用户接触部分72,其被配置为被用户向下按压以致动流体接收装置。在该说明性实施例中,用户接触部分72包括多个肋部73,其可以提供牵引力以帮助用户向下按压装置致动器。在该说明性实施例中的肋部是多个同心椭圆形肋部。然而,能够有肋部的其它布置,例如,线性肋部。
在一些实施例中,用户接触部分的表面积大于杆的横截面。用户接触部分的表面积的大小可以有助于分配从用户施加的力。在一些实施例中,肋部可以向用户接触部分添加强度以帮助分配和承受所施加的力。在一些实施例中,真空源需要施加阈值量的致动力以产生真空。用户接触部分的表面积的大小可以允许用户使用更多的手指或整个手掌来利用手臂和/或肩部中的更多肌肉来克服产生真空所需的致动力。
根据一个方面,流体接收装置包括棘齿机构,所述棘齿机构阻止装置致动器在特定方向上相对于外壳运动。
在一个说明性实施例中,棘齿机构具有棘齿和棘爪,其中棘齿被附接到装置致动器的杆,并且棘爪被附接到外壳。棘爪可以是从外壳延伸的悬臂梁。在一些实施例中,棘爪可以与外壳成一体地形成为单个整体部件,即,外壳和棘爪同时被形成为一个件。作为一个说明性示例,棘爪可以由活动铰链与外壳一起形成。在其它实施例中,棘爪可以与外壳分离地形成,并且然后棘爪例如经由机械铰链被组装到外壳。
图31示出具有用户接触部分172和杆174的装置致动器171的透视图。杆174包括具有多个齿的棘齿81。如图32的底视图中所示,杆174包括形成加号形状的四个翅片:第一翅片175、第二翅片176、第三翅片177和第四翅片178。
如图33中的装置致动器171的侧视图所示,棘齿81被形成在两个相对的翅片(第一翅片175和第三翅片177)上。在每一侧上,棘齿包括第一齿101和随后的多个齿102。棘齿还包括朝向杆的底部(杆的远离用户接触部分172的端部)的第一狭槽91和朝向杆的顶部(杆的朝向用户接触部分172的端部)的第二狭槽92。
图34A至图34G示出当装置致动器相对于外壳运动时棘齿和棘爪机构的一系列相互作用。如参见图34A,外壳21包括与装置致动器上的棘齿相互作用的两个相对的棘爪24。在图34A中,装置致动器171在装置致动之前处于其初始位置中。在预致动状态下,棘爪24位于杆的底部处的第一狭槽91内。在图34B中,用户继续向下推压装置致动器171,并且装置致动器171相对于外壳21向下运动,促使棘爪24在它们接触第一狭槽91的拐角时向下挠曲。在图34C中,用户继续向下推压装置致动器171并且棘爪接合在齿102中,所述齿102被成形为防止装置致动器171在返回方向上向上运动。因为在没有棘齿的情况下当用户停止推压装置致动器时柔性圆顶140被偏置以返回到其原始的未压缩形状,所以柔性圆顶140将恢复回到其原始形状,向上加压装置致动器并且使装置致动器向上运动。如果用户在完全致动之前提前释放装置致动器(例如,在将装置致动器一直向下加压到装置致动器触底为止之前,松开装置致动器),则柔性圆顶可能还未被完全地压缩,并且从而如将与柔性圆顶的完全压缩相比可能没有产生那么多的真空。因此,在防止装置致动器171沿返回方向向上运动时,棘齿的齿可以有助于防止产生真空不足。另外,因为装置致动器由于棘齿将装置致动器保持在适当位置中而维持在固定位置中,所以棘齿可以向用户提供未完成致动的视觉指示器。
接下来,在图34D中,用户已经将装置致动器171一直向下推入其触底位置中,从而完成装置的致动。当装置致动器171处于触底位置中时,棘爪24进入第二狭槽92中,这将棘爪24从齿102释放,允许装置致动器171沿返回方向向上运动回来。在图34E中,用户已经松开装置致动器171,并且装置致动器171被真空源向上推压,使其恢复到其原始形状。随着第二狭槽92的拐角推压棘爪24,棘爪使挠曲方向反向,向上挠曲而不是向下挠曲。在图34F中,随着棘爪24由于反向的棘爪挠曲方向和齿102的角度而自由地滑动越过齿102,装置致动器171继续被真空源向上推压。最终,在图34G中,棘爪24到达第一齿101并且与其接合,所述第一齿101相对于其它齿102具有相反的取向。第一齿101以禁止装置致动器171相对于外壳21向下运动的方式取向,从而禁止装置后续致动。因此,棘齿包括致动锁定特征部,所述致动锁定特征部禁止装置的不止一次致动。
应当理解,在其它实施例中,不包括致动锁定特征部,并且该装置可以被重复使用不止一次。
在一些实施例中,棘齿和棘爪布置用作止动器(detent),其在装置的致动期间向用户提供触觉和/或听觉反馈。当棘爪抵靠牙齿滑动时,用户可以感觉到振动感和/或听到咔哒声。
应当理解,在一些实施例中,可以在不同于装置致动器的部件上或在除装置致动器之外的部件上设置棘齿机构。例如,在一些实施例中,棘齿机构可以被设置在支撑件200和导向壳体280之间。棘齿的齿可以被设置在支撑件上并且棘爪可以被设置在导向壳体上,或者反之亦然。借助于支撑件和导向壳体之间的棘齿机构,表面291可以在一些实施例中被附接到柔性圆顶140以将棘齿机构与柔性圆顶联接。表面291可以例如通过粘合剂、UV焊接、机械互锁或任何其它合适的附接方法被附接到柔性圆顶140。
应当理解,并非在所有实施例中都需要棘齿。在一些实施例中,该装置不包括棘齿机构。例如,图18的装置在一些实施例中可以包括棘齿,而在其它实施例中可以不包括棘齿。
在图31中的装置致动器171的说明性实施例中,装置致动器具有用户接触部分172,其具有与图28的实施例不同的肋布置。在图31的实施例中,用户接触部分172在中心凸起部分179的任一侧上具有多个线性肋部173。
装置致动器171可以包括在杆174的一个或多个翅片上的组装锁定件199。在一些实施例中,组装锁定件可以经由铰链附接到杆,所述铰链允许组装锁定件199当受到第一方向上的力时旋转运动,但当受到与第一方向相反的第二方向上的力时不允许锁定件旋转运动。在一些实施例中,铰链可以是活动铰链。
根据一个方面,该装置可以包括刺穿组件,所述刺穿组件被配置为响应于与皮肤的接触而触发一个或多个针释放到皮肤中。在一些实施例中,刺穿组件可以被布置在浮动布置中,在所述浮动布置中部署致动器(例如,部署弹簧)和针组件可以在装置致动期间作为一个单元在部署方向上朝向装置开口一起运动。当刺穿组件的部件已经与皮肤接触时,部署致动器可以被触发以部署针组件。皮肤接触致动的布置可以帮助促进成功刺穿用户的皮肤并且防止过早促动装置。在一些实施例中,皮肤接触致动可以帮助促进针插入在具有不同皮肤特征的用户之间的一致性(例如,具有更多顺应性的皮肤的用户对比具有更少顺应性的皮肤的用户)。
在图35至图47中示出装置的刺穿组件的一个说明性实施例。该刺穿组件可以与上述的任何接口配置一起使用。在一些实施例中,该刺穿组件被定位在真空源内,例如,以上所示和所述的柔性圆顶。在一些实施例中,该刺穿组件被替换到图9或图17D的实施例的装置中。在一些实施例中,该刺穿组件位于图23的实施例的柔性圆顶140内。
如图36所示,刺穿组件可以包括具有臂263的推帽262。推帽可以包括推动表面291。在一些实施例中,在装置的致动期间,柔性圆顶的底部内表面可以与推动表面291接触并且将力施加到推动表面291上以发起针部署。
在一些实施例中,刺穿组件可以具有部署弹簧264形式的部署致动器和收回弹簧265形式的收回致动器。当处于解压缩状态中时,部署弹簧264可以被定位在推帽262和闩锁266之间。当处于解压缩状态中时,收回弹簧265可以被定位在导向壳体280和支撑件200的底部部分之间。在图36的说明性实施例中,部署弹簧264是螺旋弹簧。然而,可以使用其它势能储存装置。在图36的说明性实施例中,收回弹簧265包括从支撑件200延伸的一对悬臂式螺旋臂。然而,可以使用其它势能储存装置。
在一些实施例中,刺穿组件可以具有导向壳体280,其接收推帽262、闩锁266、部署弹簧264、柱162和针164。针164可以被配置为在部署弹簧264的解压缩期间可通过导向壳体280运动。推帽262、闩锁266、部署弹簧264和柱162也可以是可通过导向壳体运动的。
在一些实施例中,刺穿组件可以具有支撑件200和接口230。在一些实施例中,接口由第一材料制成,并且支撑环由第二材料制成,第一材料的杨氏模量低于第二种材料的杨氏模量。在一些实施例中,支撑件200可以为较低刚度的接口230提供结构刚度。在一些实施例中,接口230可以由以上关于接口讨论的任何材料制成和/或具有以上关于接口讨论的任何特性。在一些实施例中,支撑件200包括从支撑件的侧壁延伸的一个或多个凸片202。接口230可以包括相对应的狭槽233,所述相对应的狭槽233的尺寸和位置被设定为接收支撑件200的凸片202以允许支撑件200和接口230彼此互锁。当接口被压靠到受试者的皮肤上时和/或在真空释放期间,凸片202可以帮助减少接口230的侧壁的屈曲。
在一些实施例中,支撑件的壁的至少一部分可以与接口的壁的至少一部分重叠。在一些实施例中,接口可以接收支撑件的至少一部分,例如,支撑件可以被至少部分地嵌套在接口内。在图38的说明性实施例中,支撑件200的壁203的一部分与接口230的壁234的一部分重叠。
如参见图38的剖视图,接口230可以包括圆周凹槽237,其接收支撑件200的圆周脊部207以将支撑件和接口互锁在一起。这种互锁可以帮助防止支撑件200相对于接口竖直地滑动和/或可以被保持在允许接口230的下部区域挠曲的位置中。
导向壳体280、部署弹簧264、针164、闩锁266和推帽262可以以“浮动”方式布置,其中它们在装置致动期间作为一个单元相对于支撑环200和接口230在部署方向上朝向装置开口一起运动,直到导向壳体280碰触用户的皮肤为止。导向壳体280与皮肤的接触可以触发部署弹簧264以解压缩并且部署针164以刺穿皮肤。
在一个说明性实施例中,刺穿组件的致动顺序如下。如上所述,刺穿组件可以被物理地设置在诸如柔性圆顶的真空源下方。通过用户直接接触柔性圆顶或通过用户与致动按钮(例如,图18的实施例中的装置致动器)交互来压缩柔性圆顶。进而,柔性圆顶的内表面接触推帽262的推动表面291。力被传递到部署弹簧264和收回弹簧265两者,促使两个弹簧压缩。因为收回弹簧265与部署弹簧264相比具有更低的刚度,所以收回弹簧265与部署弹簧264相比压缩了更大的距离。收回弹簧265的压缩允许导向壳体280、闩锁266、推帽262、部署弹簧264、柱162和针164沿朝向装置开口170的部署方向一起运动,直到导向壳体280的底表面385接触受试者的皮肤为止。
在导向壳体280与受试者的皮肤接触的情况下,随着用户施加的力继续被施加到柔性圆顶并且进而被施加到推帽262,部署弹簧264继续经受压缩。在一些实施例中,推帽可以充当闩锁释放部。推帽262朝向闩锁266运动,使弹簧264压缩,直到推帽262的接触表面293接触闩锁臂267的凸轮表面268为止,从而径向向内地推压闩锁臂267,直到闩锁臂267越过导向壳体280的凸台381为止。当闩锁臂267越过凸台381时,允许闩锁266在朝向装置开口170的部署方向上运动,从而允许部署弹簧264解压缩。柱162和针164被附接到弹簧264。部署弹簧264的解压缩促使针164在朝向装置开口170的部署方向上运动,从而刺穿用户的皮肤。在一些实施例中,弹簧264被联接至推帽262。在一些实施例中,当部署弹簧264解压缩时,部署弹簧264延伸到超过其休止长度的位置。因此,在刺穿受试者的皮肤期间,弹簧的长度可以长于其休止长度。在刺穿受试者的皮肤之后,部署弹簧264可以自收回至其休止长度,从而使针组件60远离开口170向上运动。针的收回可以用于防止随后疏忽地刺穿皮肤。
在针部署之后,用户松开装置致动器和/或柔性圆顶,并且用户在柔性圆顶上停止施加力。因此,收回弹簧265可以自由地解压缩,促使导向壳体280和针164在远离装置开口170的收回方向上运动。
认识到,在某些情形下,收回弹簧在压缩期间可以倾向于旋转。例如,在具有悬臂式螺旋臂的收回弹簧265的说明性示例中,臂在压缩期间倾向于旋转。应理解,在某些情形下,会期望的是防止收回弹簧将旋转传递给装置的其它部件。如上所述,在一些实施例中,当处于解压缩状态中时,收回弹簧265被定位在导向壳体280和支撑件200的底部部分之间。在一些实施例中,收回弹簧可以不附接到导向壳体280,使得两个部件可以相对于彼此自由滑动。然而,收回弹簧265可以被附接到支撑件200。例如,随着导向壳体280在收回弹簧265压缩期间在部署方向上朝向装置开口运动,导向壳体的表面抵靠收回弹簧265滑动。在一些情况下,这种未附接的布置可以帮助减少将收回弹簧265的旋转运动传递给导向壳体280。
在一些实施例中,该装置可以包括这样的一个或多个特征部,即,所述一个或多个特征部帮助限制收回弹簧在压缩和/或解压缩期间的特定运动。在一些实施例中,收回弹簧可以被成形为使得收回弹簧的臂在压缩期间倾向于径向向外运动。
在一些实施例中,导向壳体可以包括这样的一个或多个特征部,即,所述一个或多个特征部帮助限制收回弹簧的特定运动。在如图40和图41所示的一个说明性实施例中,导向壳体280包括凹口331,在收回弹簧的压缩和/或解压缩期间收回弹簧265的臂在所述凹口331中滑动。凹口331帮助防止收回弹簧265的臂径向向外地滑动超过某个点。
在一些实施例中,支撑件可以包括这样的一个或多个特征部,即,所述一个或多个特征部帮助限制收回弹簧的特定运动。在如图40和图41所示的一个说明性实施例中,支撑件200可以包括导轨311,收回弹簧265的臂在压缩和/或解压缩期间抵靠所述导轨311滑动。导轨311可以帮助防止收回弹簧的臂径向向外地滑动超过某个点。图45至图47还示出导轨311。
在一些实施例中,导向壳体上的凹口和支撑件的导轨协作以限制收回弹簧的一定运动。收回弹簧的臂可以在一个侧上由凹口界定而在另一侧上由导轨界定。
认识到,在某些情形下,会期望的是促进针进出皮肤的线性运动。根据一个方面,该装置可以包括这样的一个或多个特征部,即,所述一个或多个特征部有助于在部署和/或收回期间引导刺穿组件的一个或多个部件运动。在一些实施例中,这样的运动导向特征部可以例如通过在部署和/或收回期间限制一个或多个部件的旋转和/或倾斜来帮助促进线性运动。
如上所述,在一些实施例中,致动顺序可以从收回弹簧265的压缩开始,这允许导向壳体280、闩锁266、推帽262、部署弹簧264、柱162和针164在朝向装置开口170的部署方向上一起运动。在一些实施例中,该部署方向运动可以通过导向壳体280上的导向特征部和支撑件200上的相对应导向特征部之间的相互作用来引导。在一个说明性实施例中,导向特征部为在支撑件200上的轨道241、242和在导向壳体280上的翼部281、282的形式。轨道241、242被成形为接收翼部281、282并且例如在收回弹簧265的压缩和/或解压缩期间引导导向壳体280的线性运动。支撑件的轨道241、242可以帮助约束导向壳体在运动期间的旋转和/或倾斜。
如上所述,在一些实施例中,在导向壳体280到达用户的皮肤之后,推帽262可以朝向闩锁266运动,并且部署弹簧264可以压缩。在一些实施例中,该装置包括引导推帽262的运动的导向特征部。在一个说明性实施例中,这些导向特征部为在导向壳体上的轨道的形式。如参见图44中的导向壳体280的顶视图,在一些实施例中,导向壳体280可以包括接收推帽262的臂263的推帽轨道285、286。轨道285、286例如在部署弹簧264的压缩和/或解压缩期间引导推帽的线性运动。轨道285、286可以帮助约束推帽262在运动期间的旋转和/或倾斜。
在一些实施例中,该装置可以包括帮助引导闩锁的运动的导向特征部。在一个说明性实施例中,这些导向特征部为导向壳体上的轨道的形式。如参见图44中的导向壳体280的顶视图,在一些实施例中,导向壳体280可以包括接收闩锁266的臂367的闩锁轨道287、288。轨道287、288例如在部署弹簧264的解压缩和/或伸展期间引导闩锁的线性运动。在一些实施例中,可以以接收闩锁266的附加臂369的、在导向壳体上的轨道289的形式提供附加的导向特征部。轨道289可以进一步帮助引导闩锁266的线性运动。
在一些实施例中,可以包括一个或多个针的针组件可以被附接到闩锁266,使得闩锁266的运动使多个针运动。在一个说明性实施例中,一个或多个针经由柱162附接到闩锁。在一些实施例中,一个或多个针在部署和/或收回期间穿过导向壳体280运动。如参见图44中的导向壳体280的顶视图,导向壳体可以包括开口283,柱162和/或一个或多个针可以穿过所述开口283运动。
应当理解,在一些实施例中,上述的导向特征部并没有完全地消除部件的所有旋转和/或倾斜,而是可以用于限制部件的旋转和/或倾斜的量。
如上所述,在一些实施例中,收回弹簧可以是一对悬臂式螺旋臂。在一些实施例中,收回弹簧与支撑件成一体,使得支撑件和收回弹簧形成单个整体部件(例如,被模制为一个件)。然而,在其它实施例中,收回弹簧和支撑件被形成为分离的件,并且随后在组装期间被组合在一起。
如参见图45至图47,收回弹簧265包括两个臂231、232,它们是作为支撑件200的一部分的悬臂式螺旋臂。如参见图47,臂从轨道241、242延伸。
因为柔性圆顶140被偏置以返回到其原始的未压缩形状,所以当用户停止推压装置致动器时,在一些实施例中,在没有棘齿的情况下,柔性圆顶140将恢复回到其原始形状,向上加压装置致动器并且使装置致动器向上运动。如果用户在完全致动之前提前释放装置致动器(例如,在将装置致动器一直向下加压到装置致动器触底为止之前,松开装置致动器),则柔性圆顶可能还未被完全地压缩,并且从而如将与柔性圆顶的完全压缩相比可能没有产生那么多的真空。因此,在防止装置致动器171沿返回方向向上运动时,棘齿的齿可以有助于防止产生真空不足。此外,因为装置致动器由于棘齿将装置致动器保持在适当位置中而维持在固定位置中,所以棘齿可以向用户提供未完成致动的视觉指示器。
然而,应当理解,在一些实施例中,柔性圆顶被用在没有棘齿的装置中。作为示例,棘齿可以从装置移除。
根据一个方面,柔性圆顶可以包括促进其性能的一个或多个特征部。柔性圆顶可以被设计为在被压缩之后被偏置以返回到原始配置。用以驱策柔性圆顶返回到其原始配置的力在本文中被称为柔性圆顶的返回力。应当理解,由柔性圆顶产生的真空可以阻止柔性圆顶返回到其原始形状(例如,如果由于真空而产生的力大于返回力),这可以进而限制可以由柔性圆顶生成的真空的量。在一些实施例中,认识到潜在地需要帮助促进柔性圆顶朝向其原始形状返回的特征部。
应当注意到,认识到,柔性圆顶不需要完全地返回到其原始配置以产生足够量的真空。
还认识到,反复地返回到或接近于原始配置。
认识到,使用这样的柔性圆顶具有技术挑战,即,所述柔性圆顶被设计为被手动地压缩以产生真空。一方面,将应理解,在一些情况下,一种易于被用户压缩的室可能无法返回到足够充分的程度而无法产生足够的真空(例如,可能不具有产生较强返回力的形状/设计/材料特性),而另一方面,将完全地或接近完全地返回的室对于用户来说可能太难以完全地压缩。在不希望受理论束缚的情况下,认识到,在一些情况下,较硬圆顶将具有较强的返回力,但是难以完全地压缩,而较软圆顶则易于完全地压缩,但是具有较弱的返回力(例如,在被压缩之后将难以返回到其原始容积)。在一些实施例中,柔性圆顶可以被配置为返回到预定位置。认识到,这种圆顶可以增加对所产生的真空水平的控制。
本文描述的一些实施例旨在提供一种柔性圆顶,所述柔性圆顶在压缩的初始阶段期间更难以压缩并且在压缩的最终阶段期间更易于压缩。这可以促使返回力在返回的初始阶段期间更低(当抵抗返回的力较低时,例如,这是由于此时所产生的真空的量级较低)并且促使返回力在返回的最终阶段期间更高(当抵抗返回的力较高时,例如,这是由于所产生的真空的量级较高)。
在一些实施例中,柔性圆顶可以被布置成在压缩的初始阶段期间更硬,并且在压缩的最终阶段期间更柔顺。在一些实施例中,圆顶包括在圆顶被压缩时促进圆顶屈曲的特征部,这促使圆顶在压缩的初始阶段期间更硬而在压缩的最终阶段期间更柔顺。相反地,返回力可以在返回的初始阶段期间较低并且在返回的最终阶段期间较高。
在一些实施例中,柔性圆顶包括缩进的肩部,所述缩进的肩部帮助促进柔性圆顶朝向其原始形状返回运动。随着圆顶被压缩,缩进的肩部可以促进圆顶屈曲。应当理解,在一些实施例中,柔性圆顶朝向其原始形状的返回运动并不一定意味着柔性圆顶实际上达到完全返回到其原始的未压缩形状。在一些实施例中,没有实现并且不需要柔性圆顶完全返回到其原始的未压缩形状。
在图48中示出柔性圆顶140的透视图。圆顶具有壁143,所述壁143具有下部分141和上部分148。壁143包括在上部分和下部分之间的缩进的圆周肩部144。肩部144可以在壁143的凹入方向上产生变化。如参见图49的侧视图和图50的剖视图,壁143的下部分141可以是曲面的,使得下部分141的凹部147向内地面朝圆顶的纵向轴线149。然而,在肩部144的区域处,壁的凹部145可以向外地背离圆顶的纵向轴线149。
在一些实施例中,肩部可以在圆顶上被定位在圆顶的上半部高度中的高度处。在一些实施例中,肩部可以在圆顶上被定位在圆顶的高度的上三分之一或上四分之一中的高度处。在一些实施例中,将缩进的肩部定位在圆顶的上半部分中可以促使柔性圆顶被布置成在压缩的初始阶段更硬而在压缩的最终阶段更柔顺。
在一些实施例中,柔性圆顶的顶部可以包括凹坑。如参见图48和图50,柔性圆顶140包括在圆顶的顶部146处的圆形凹坑161。
在一些实施例中,柔性圆顶的壁的厚度可以沿着圆顶的不同高度变化。在图50的说明性实施例中,壁的下部分141随着其从肩部144向下远离圆顶的顶部146而变得更厚。然而,在可替代的实施例中,壁厚度保持恒定。
在一些实施例中,柔性圆顶不包括改变壁的凹入方向的肩部。在图51和图52中示出用于柔性圆顶的可替代形状,所述可替代形状中的每个都不包括缩进的肩部。图51和图52中所示的圆顶形状每个都包括在圆顶的顶部处的凹坑。然而,在其它实施例中,可以省略掉该凹坑。
在一些情况下,所描述的柔性圆顶可以用于产生真空以辅助从受试者(例如,从皮肤和/或皮下)接收流体或其它材料(例如,血液或组织液)。然而,所描述的柔性圆顶不仅限于此类应用。在其它情况下,如本文所述的柔性圆顶可以用于期望待产生真空的任何应用中。示例包括例如起动油泵、产生吸力以将物体附接在一起或使流体或其它物质从一个位置运动到另一个位置。
在一些实施例中,针的部署是经由闩锁释放部触发的,所述闩锁释放部将部署弹簧从压缩状态释放以驱动针的部署。在一些实施例中,例如,在图38的说明性实施例中,闩锁释放部是基于距离的闩锁释放部,其原因在于闩锁释放部必须行进预定的距离以到达和释放将弹簧保持在其压缩状态中的闩锁。在图53中示出基于距离的闩锁释放部的示意图。接触表面293必须行进预定的距离以到达和释放闩锁266。部署弹簧264被定位在接触表面293(或装置致动器本身,或联接至装置致动器的其它部件)和闩锁266之间。在接触表面293朝向闩锁266运动期间(或以其它方式在装置致动器运动期间),部署弹簧264被压缩。
在可替代的实施例中,闩锁释放部是基于力的闩锁释放部,其原因在于阈值致动力必须被施加以释放闩锁,而不是需要最小行进距离。在图54中示出基于力的闩锁释放部的示意图。在致动力F被施加到推动表面291(和/或装置致动器)时,直到致动力超过阈值力,闩锁266才越过凸台381’。阈值力可以由多个因素确定。在一些实施例中,该布置包括具有倾斜的接触表面的凸台381’,所述倾斜的接触表面在施加致动力期间与闩锁266’接触。在一些实施例中,一个影响阈值力的因素可以包括倾斜的接触表面的角度。例如,较陡的角度会降低阈值力,而较平的角度会增大阈值力。在一些实施例中,一个影响阈值力的因素可以包括在闩锁266’和凸台381’之间的摩擦量。摩擦量的增加可以增大阈值力。在一些实施例中,一个影响阈值力的因素是闩锁266’的悬臂267’的刚度。部署弹簧264与推动表面291(和/或装置致动器)联接以与其一起运动。当施加致动力F时,弹簧264开始压缩。
根据一个方面,影响阈值力的弹簧刚度和闩锁特性彼此平衡以控制弹簧的行为。弹簧刚度和阈值力可以确定在解锁之前刚度所经历的压缩的量。在一些实施例中,用于解锁的弹簧刚度和阈值力被选择为确保弹簧延伸超过其休止长度的设定距离。对于具有给定刚度的给定弹簧,闩锁可以被调谐为在阈值力下释放,所述阈值力等于或大于弹簧的刚度乘以所需的弹簧延伸距离。或者,对于具有给定阈值释放力的闩锁,可以选择弹簧刚度,使得阈值力等于或大于弹簧的刚度乘以所需的弹簧延伸距离。
在一些实施例中,该装置包括使针在部署方向上朝向开口运动的部署致动器以及使针在相反方向上运动的收回致动器:所述相反方向为远离开口的收回方向。在一些实施例中,部署致动器和收回致动器中的每个都充当弹簧,所述弹簧可以被操纵以存储势能,并且所储存的势能的释放驱动针的运动。
在一些实施例中,例如,在图38的说明性实施例中,部署致动器和收回致动器被布置为串联的弹簧。在图55中示出示意图。部署弹簧264被联接至针组件164,使得针组件164随弹簧264的运动而运动。部署弹簧264被定位在推动表面291(和/或装置致动器)和导向壳体280之间,使得推动表面291(和/或装置致动器)相对于导向壳体280朝向装置的接口230的运动压缩部署弹簧264。收回弹簧265被定位在导向壳体280和接口230之间,使得导向壳体280朝向接口230的运动压缩收回弹簧265。收回弹簧265从压缩状态的释放使导向壳体280在远离接口230的收回方向上运动,这进而使针组件164在收回方向上运动。部署弹簧264具有刚度K2并且收回弹簧265具有刚度K1。在部署弹簧和收回弹簧串联布置的情况下,弹簧同时地压缩。在一些实施例中,收回弹簧265的刚度K1可以低于部署弹簧264的刚度K2以允许在部署弹簧压缩到其目标释放距离之前收回弹簧压缩到目标距离。
在可替代的实施例中,部署致动器和收回致动器被布置为并联的弹簧。在图56中示出示意图。与串联布置的弹簧类似,部署弹簧264被定位在推动表面291(和/或装置致动器)和导向壳体280之间,使得推动表面291(和/或装置致动器)相对于导向壳体280朝向装置的接口230的运动压缩部署弹簧264。然而,与串联布置的弹簧相比,收回弹簧265被定位在推动表面291(和/或装置致动器)和接口230之间,而不是被定位在导向壳体280和接口230之间。因此,除了部署弹簧264的压缩之外,推动表面291(和/或装置致动器)朝向接口230的运动还压缩收回弹簧265。在这种布置中,弹簧的刚度可以彼此独立。在一些实施例中,一旦经由皮肤或装置中的部件提供反作用力,部署弹簧才开始压缩。
应当理解,该装置可以通过各种不同的动作/姿势来致动。在一些实施例中,该装置可以通过挤压、扭曲、拉动、按压、捏合、旋转或通过任何其它合适的动作来致动。
在一些实施例中,用户可以拉回加载弹簧的杆和释放,或者以其它方式致动该装置以促使加载弹簧的杆被拉回和释放,从而促使针部署到皮肤中。在一些实施例中,用户可以启用部署机构以将装置置于准备致动状态中。例如,用户可以压缩或拉回弹簧,直到弹簧达到锁定状态为止,并且然后致动装置致动器以释放启用的弹簧。在其它实施例中,弹簧可以在任何用户与装置交互之前被组装在预压缩或预伸长状态中,并且用户可以通过例如致动装置致动器来释放弹簧。
在以上说明性实施例中,部署致动器和收回致动器是弹簧。然而,应当理解,能够有用于部署致动器和/或收回致动器的其它布置。例如,部署致动器和收回致动器每个都可以包括任何数量的合适部件,例如,按钮、开关、杠杆、滑块、拨盘、压缩弹簧、贝氏弹簧、可压缩泡沫、卡扣圆顶、伺服马达、旋转马达或线性马达和/或气动设备或其它合适的装置。此外,部署致动器和收回致动器可以是相同类型的装置,或者可以是不同类型的装置。每个致动器都可以手动地、机械地、电动地、气动地、电磁地或其它合适的操作模式操作,并且可以需要或可以不需要用户输入来激活。
在一些实施例中,柔性圆顶可以用作远离开口收回针组件的收回致动器。因此,柔性圆顶既可以产生真空又可以收回针组件。针组件可以被联接至柔性圆顶,以便当柔性圆顶从压缩状态朝向其原始的未压缩状态恢复回来时,针组件在远离开口的收回方向上借助圆顶被上拉。在一些实施例中,针组件可以被联接至圆顶的顶部部分的内表面。例如,表面291可以例如通过粘合剂、UV焊接、机械互锁或任何其它合适的附接方法被附接到柔性圆顶。
根据一个方面,刺穿组件的部件被定位成允许流体流入可以通向储存容器的出口中。如参见图38,收回弹簧265的螺旋臂处于不阻碍出口253的位置中。在一个说明性实施例中,如参见图37,刺穿组件具有相对于出口253的角度关系。导向壳体的纵向轴线305相对于出口253的纵向轴线307成一角度。在该说明性实施例中,刺穿组件相对于出口的角度关系将收回弹簧265的臂置于不阻碍出口253的位置中。
应当理解,该装置不限于在附图中所示的刺穿组件。例如,在一个实施例中,刺穿组件包括联接至弹性圆顶的内部的一个或多个针。用户可以向下推压圆顶以将针推入皮肤中,并且圆顶可以被偏置以弹回至其初始位置,从而从皮肤收回针。
在另一个实施例中,刺穿组件包括与弹性圆顶组合的卡扣圆顶,其中一个或多个针被联接至卡扣圆顶。用户可以压缩弹性圆顶以使一个或多个针和卡扣圆顶靠近皮肤,卡扣圆顶可以被致动以倒置来将一个或多个针部署到皮肤中,并且弹性圆顶可以被偏置以弹回至初始位置,从而将针从皮肤收回。
在一些实施例中,刺穿组件包括弹性圆顶,所述弹性圆顶具有控制弹性圆顶的屈曲行为的策略性缺陷。例如,用户可以向圆顶施加力,圆顶可以最终由于缺陷而屈曲,将一个或多个针驱动到皮肤中,并且在移除由用户所施加的力之后圆顶可以弹回至其初始位置。
在一些实施例中,刺穿组件可以弹性圆顶,所述弹性圆顶具有通过使用非均匀材料特性或共同模制而定制的部署和/或收回行为。例如,在一些实施例中,刺穿组件包括被模制到弹性圆顶中的卡扣圆顶。
在图57中示出流体接收装置600的另一个说明性实施例,并且在图60的分解图中示出流体接收装置600的部件。装置600可以在较大程度上类似于图18的较早实施例。例如,该装置可以具有与真空源640不同的装置致动器690,所述真空源640也可以是柔性圆顶的形式,如在图58的局部剖视图中所示。装置致动器690可以具有用户接触部分692和杆694。该装置可以包括壳体621,所述壳体621具有开口622,装置致动器690的杆694可以通过所述开口622运动。由装置接收的流体可以被储存在储存室650中。在一些实施例中,装置600不包括棘齿装置。然而,在其它实施例中,该装置可以包括以上在较早实施例中描述的任何棘齿布置。
如图59和图60所示,该装置可以包括单向阀655,其可以是伞形阀的形式。
如在图60和图61的说明性实施例中所示,在一些实施例中,流体接收装置可以包括闩锁和弹簧组件665,所述闩锁和弹簧组件665包括闩锁释放部766、弹簧664和闩锁667。在一些实施例中,整个闩锁和弹簧组件665可以被成一体地形成为单个件。在一些实施例中,闩锁和弹簧组件的子集被成一体地形成为单件(例如,弹簧664可以与闩锁释放部766成一体地形成,或者弹簧664可以与闩锁667成一体地形成),并且其余的部件被后来附接。也可以使用这些制造布置的任何组合,例如,三个部件中的两个彼此成一体地形成,并且第三个部件被后来附接。
如本文所使用的,彼此“成一体地形成”的零件是指这些零件被形成为一个部件,使得它们由单个整体部件形成,例如,诸如在压铸或注塑中同时铸造为单个件,或者诸如在冲压或模切中从单个材料切割。
闩锁和弹簧组件可以经由注塑、冲压、压铸、模切或经由任何其它合适的制造工艺来制造。
闩锁和弹簧组件665可以以任何合适的方式联接至针164。在图61的说明性实施例中,针164可以被安装到基部563,所述基部563可以附接到闩锁和弹簧组件665的闩锁667和/或弹簧664。在一些实施例中,附接到闩锁和弹簧组件665的闩锁667和/或弹簧664的柱560可以穿过基部563的孔561。柱560可以通过热熔、焊接、粘合剂、干涉配合、卡扣配合、机械互锁、机械紧固件或任何其它合适的附接方法以及上述方法的任何组合来附接到基部563。
与较早描述的实施例类似,装置600可以包括导向壳体680,其可以在针部署和/或收回期间帮助引导闩锁和弹簧组件665的运动。图62示出在弹簧压缩之前和在针部署之前的状态下由导向壳体680接收的闩锁和弹簧组件665。导向壳体680可以包括轨道689,所述轨道689的尺寸和位置被设定为接收弹簧664以在弹簧压缩和解压缩时引导弹簧664的线性运动,从而引导联接至弹簧664的针164的线性运动。
根据一个方面,在一些实施例中,流体接收装置包括就位止挡件(positivestop),所述就位止挡件被配置为限制相对于装置与皮肤的接口的针距离。认识到,在某些情形下,会有益的是限制针的行进距离,以便控制针插入皮肤中的插入深度。然而,应当理解,并非在该装置的所有实施例中都需要就位止挡件。
在一些实施例中,经由闩锁和弹簧组件与导向壳体之间的相互作用形成限制针插入的就位止挡件。就位止挡件可以限制针的穿透端部相对于装置上的参考点(例如,导向壳体的远侧表面)的行进。
如图61所示,在一些实施例中,刺穿组件可以包括一个或多个栓钉(peg)550,其在弹簧解压缩期间接触导向壳体上的相对应表面以限制针的运动距离。虽然在图61的说明性实施例中示出两个栓钉,但是应当理解,可以使用任何数量的栓钉,例如但不限于3个、4个、5个、6个、7个或8个栓钉。
如图63和图64所示,从这些附图隐藏导向壳体680的部分,导向壳体可以包括接触表面551,所述接触表面551在弹簧664解压缩时并且在针164沿部署方向运动时被定位成与栓钉550接触。即使弹簧664尚未完全解压缩,栓钉550和接触表面551之间的接触也创建禁止针164进一步向远侧运动的就位止挡件。在一些实施例中,该就位止挡件可以限制针164的远侧端部行进超出导向壳体680上的远侧表面697的行进距离。
在一些实施例中,针的远侧端部行进超出导向壳体上的远侧表面的行进距离被限制为小于或等于6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm或0.4mm。在一些实施例中,针的远侧端部行进超出导向壳体上的远侧表面的行进距离被限制为至少0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、2mm、3mm、4mm或5mm。应当理解,也能够有以上提及的范围的组合。例如,在一些实施例中,针的远侧端部行进超出导向壳体上的远侧表面的行进距离被限制为0.1mm至6mm、0.5mm至5mm、0.5mm至4mm或0.5mm至3mm。
栓钉550可以被形成在闩锁和弹簧组件665的任何合适的部分上和/或联接至闩锁和弹簧组件665的任何合适的部分,例如,闩锁667、弹簧664、针基部563或柱560(参见图61)。在图61的说明性实施例中,栓钉550从毂553延伸,其中毂533连接闩锁臂603并且还可以将弹簧664连接到闩锁667。
在图63和图64的说明性实施例中,接触表面551是U形的。在其它实施例中,接触表面可以是平坦的、凸起的或任何其它合适的形状。
应当理解,栓钉的位置和接触表面的位置可以颠倒,使得栓钉处于导向壳体上并且接触表面处于闩锁和弹簧组件上或处于针基部上。
在其它实施例中,接触表面可以处于除导向壳体之外的部件上。例如,接触表面可以处于支撑环200、壳体621或接口630上。
在一些实施例中,可以通过闩锁释放部766和闩锁667之间的相互作用来创建就位止挡件。在弹簧解压缩期间,在闩锁上的表面可以接触并且紧靠闩锁释放部上的表面,并且可以限制弹簧的解压缩,并且因此限制针的行进距离。
在一些实施例中,可以通过在闩锁和弹簧组件与闩锁释放部之间的主要相互作用以及在闩锁释放部和导向壳体之间的次要相互作用来创建就位止挡件。
与较早的实施例类似,如在图66的顶视图中所示,导向壳体680还可以包括轨道685,其接收和引导闩锁释放部766的臂663的线性运动。导向壳体680还可以包括闩锁轨道687,其接收和引导闩锁667的臂的线性运动。也与较早的实施例类似,如图66所示以及如图68的局部剖视图所示,导向壳体680可以包括凸台695,其在装置致动之前与闩锁667的臂初始接合。也与较早的实施例类似,导向壳体680可以包括翼部681、682,它们被支撑件200上的轨道接收以在运动期间帮助约束导向壳体旋转和/或倾斜。也与较早的实施例类似,如参见图67,导向壳体680可以包括凹口635,其可以帮助防止支撑件200的收回弹簧265(参见图45)的臂径向向外滑动超过某一点。
如在图60至图65的实施例中所示,在一些实施例中,弹簧不必是螺旋弹簧。在图60至图65的说明性实施例中,弹簧664具有波浪形形状(例如,以非线圈形状的前后方式)。在图65中示出沿线65-65截取的弹簧664的剖视图。弹簧664在帽662处具有第一端部660并且在毂553处的第二端部661处终止。在图65的说明性实施例中,弹簧具有第一梁674、第二梁675、第三梁676和第四梁677。第一弯曲部671将第一梁674连结到第二梁675,第二弯曲部672将第二梁675连结到第三梁676,并且第三弯曲部673将第三梁676连结到第四梁677。在一些实施例中,连续的弯曲部的凹部可以面向相反的方向,并且交替的弯曲部的凹部可以面向相同的方向。作为示例,第一弯曲部671和第二弯曲部672是连续的弯曲部,而第一弯曲部671和第三弯曲部673是交替的弯曲部。第一弯曲部671的凹部和第三弯曲部673的凹部可以面向第一方向,而第二弯曲部672的凹部可以面向相反的第二方向。
在一些实施例中,弯曲部的曲率半径可以不同。在一些实施例中,连续的弯曲部的曲率半径可以不同,而交替的弯曲部的曲率半径可以相同。例如,在图65的说明性实施例中,第一弯曲部671和第三弯曲部673可以具有相同的曲率半径,而第二弯曲部672的曲率半径可以与第一弯曲部671的曲率半径和第三弯曲部673的曲率半径不同。在一些实施例中,第二弯曲部的曲率半径小于第一弯曲部的曲率半径和第三弯曲部的曲率半径。在其它实施例中,第二弯曲部的曲率半径大于第一弯曲部的曲率半径和第三弯曲部的曲率半径。
应当理解,在一些实施例中,使弹簧具有不同的曲率半径的弯曲部可以允许弹簧形状在受约束的总占地面积内具有更长的梁。在不希望受理论束缚的情况下,应认识到,在某些情形下,弹簧中的更长的梁长度可以帮助在弹簧解压缩时促进超过其休止位置的更大过冲。此外,在不希望受理论束缚的情况下,还认识到,在一些情况下,不同曲率半径的弯曲部可以帮助降低在集中点处的应变。
例如,如果第二弯曲部672的曲率半径增大但第二弯曲部的位置保持不变,则第二梁675和第三梁676的长度将可能减小。在图65的说明性实施例中,第二梁675和第三梁676具有相同的长度。如也参见图65,在一些实施例中,弹簧的第一端部660可以在偏心位置处附接到帽662以允许第一梁674具有更长的长度。在一些实施例中,弹簧的第二端部661可以在偏心位置处附接到毂553以允许第四梁677具有更长的长度。
在一些实施例中,弹簧梁可以沿着与闩锁和/或闩锁释放部不处于同一平面的方向取向。在一些实施例中,弹簧梁在与闩锁和闩锁释放部的宽度垂直的方向上延伸。应当理解,这种布置可以帮助将弹簧的较长梁长度装配在闩锁和弹簧组件的受约束的占地面积内。
在图61所示的说明性实施例中,闩锁释放部766具有跨越其两个臂663的宽度W1。闩锁667还包括跨越其两个闩锁臂603的、在相同方向上的宽度W2。使用在图61中所示的坐标系,宽度W1和W2在沿着X轴的方向上延伸。相反,弹簧664在与宽度W1和W2垂直的方向上大致沿着Y轴波动。如参见图65,弹簧664的梁674、675、676和677大致沿着Y轴延伸。弹簧664包括沿着Y轴的宽度W3,其可以从第一弯曲部671跨越到第二弯曲部672。弹簧664的宽度W3垂直于闩锁释放部的宽度W1,并且垂直于闩锁的宽度W2。在不希望受理论束缚的情况下,在一些实施例中,使弹簧梁延伸方向在与闩锁和闩锁释放部宽度大致垂直的方向上取向可以允许使用不受闩锁宽度或闩锁释放部宽度物理约束的更长弹簧梁长度。
然而,应当理解,弹簧相对于在图61的说明性实施例中所示的闩锁和闩锁释放部的特定取向并非是所有实施例要求的。在其它实施例中,弹簧被取向成使得弹簧梁延伸方向相对于图61的说明性实施例旋转了90度,使得弹簧大致沿着X轴波动。在又一些其它实施例中,弹簧可以相对于图61的说明性实施例旋转了任何其它合适的度数。
弹簧664可以经由注塑、冲压、压铸、模切或经由任何其它合适的制造工艺来制造。弹簧664可以由任何合适的材料制成,例如但不限于塑料或金属。
在一些实施例中,装置600可以具有两部分式壳体621。如图60中所示,壳体可以由第一壳体部分628和第二壳体部分629形成。第一壳体部分628和第二壳体部分629可以是相同的部件,它们被成形为彼此配合以形成完整的壳体。图69示出已组装的壳体621。第一壳体部分628与第二壳体部分629的配合可以形成开口622,装置致动器690的杆694可以通过所述开口622运动。
如参见图60,在一些实施例中,可以为收集管(所述收集管可以具有相关联的帽651)形式的储存容器650可以被配置为通过装配在接口630的延伸部654上而可移除地联接至装置。储存容器650可以经由例如过盈配合保持与延伸部654联接并且抵靠延伸部654形成密封。延伸部654可以通向出口653,流体经由所述出口653流入储存容器650中。在一些实施例中,延伸部654是柔性的,以例如促进储存容器650附接到延伸部654的容易性。
应当理解,在一些实施例中,图60至图67的闩锁和弹簧组件665和导向壳体680可以用不同的闩锁和弹簧组件和/或导向壳体代替。虽然图60至图67中所示的说明性实施例利用集成的一件式闩锁和弹簧组件665,但是应当理解,闩锁和弹簧组件可以包括分离的弹簧、闩锁和闩锁释放部件。在一些实施例中,弹簧可以包括螺旋弹簧。
在图71至图77中示出可以被替换到装置600中的闩锁和弹簧组件以及相关联的导向壳体的可替代实施例的一个说明性示例。闩锁和弹簧组件865包括螺旋弹簧864、闩锁释放部862和闩锁866,其中每个部件都可以被分离地形成并且继而被附接在一起。闩锁866可以包括柱860,其可以装配在弹簧864的一些线圈内以将弹簧附接到闩锁。闩锁866可以具有在导向壳体880的轨道889内运动的导向臂869,如图73至图75所示。
图72至图75的说明性实施例还可以包括就位止挡件,其被配置为限制针运动。可以通过闩锁和导向壳体之间的相互作用创建就位止挡件。闩锁866可以包括突出栓钉870,其可以抵靠导向壳体的接触表面851。
与较早的实施例类似,如图76的顶视图所示,导向壳体880还可以包括轨道886,其接收和引导闩锁释放部866的臂863的线性运动。导向壳体880还可以包括闩锁轨道885,其接收和引导闩锁866的臂867的线性运动。也与较早的实施例类似,如图76所示以及图77的局部剖视图所示,导向壳体680可以包括凸台881,其在装置致动之前与闩锁866的臂初始接合。也与较早的实施例类似,导向壳体880可以包括翼部882,其由支撑件200上的轨道接收以在运动期间帮助约束导向壳体旋转和/或倾斜,并且导向壳体可以包括凹口831。
在一些实施例中,装置可以包括附接到装置接口的粘合剂层,所述粘合剂层被配置为将接口粘附到皮肤表面。粘合剂层可以帮助在装置接口和皮肤之间形成密封,这可以促进将流体从身体转移到装置中(和/或将物质从装置转移到身体中)。
如上所述,在一些实施例中,装置接口由柔性材料制成。应理解,与将粘合剂层附接到柔性材料或其它低表面能材料上相关联的技术具有挑战性。
在一个说明性实施例中,粘合剂层被热熔到装置接口上。在一些实施例中,热熔到装置接口的粘合剂层可以在粘合剂层和装置接口之间形成密封。在一些实施例中,热熔的粘合剂层会能够承受某些灭菌过程,例如,伽马射线灭菌。
在一些实施例中,粘合剂层是包括粘合剂侧和非粘合剂背衬侧的单面粘合剂。在一些实施例中,将粘合剂层热熔到装置接口的过程将背衬熔融到装置接口,从而将粘合剂层附接到装置接口。
在一些实施例中,包括其中将粘合剂热熔到装置的一些实施例,背衬的材料是塑料。然而,在所有实施例中,背衬不必限于塑料。背衬可以由任何合适的材料制成,包括纺织物和无纺布、塑料、聚苯醚、弹性体、弹性聚合物共混无纺布、纤维增强粘合转移胶带、针织聚酯经编织物、聚乙烯、低密度聚乙烯、尼龙、聚氯乙烯泡沫塑料、聚酯、聚酯水刺、聚乙烯/乙烯醋酸乙烯酯、聚烯烃、聚烯烃泡沫塑料、聚烯烃泡沫包线、聚丙烯、尿烷、聚氨酯、人造丝无纺布、人造丝机织物、水刺无纺布或热塑性弹性体膜。
在一些实施例中,包括其中将粘合剂热熔到装置的一些实施例,皮肤侧粘合剂由丙烯酸酯材料制成。然而,在所有实施例中,粘合剂不必限于丙烯酸酯。皮肤侧粘合剂可以由任何合适的材料制成,包括丙烯酸酯、水状胶质、丙烯酸基粘合剂、硅基粘合剂、水凝胶、压敏粘合剂、接触粘合剂或类似物。在一些情况下,粘合剂被选择为生物可相容的或低敏感性的。
在一些实施例中,接口底部的整个表面积可以被覆盖有粘合剂层。在其它实施例中,接口底部的表面积的仅一部分被覆盖有粘合剂层。
在一些实施例中,粘合剂层的粘合剂侧可以最初被覆盖有衬垫,用户在使用装置之前将所述衬垫剥离以暴露粘合剂。
在另一组实施例中,该装置可以被机械地保持到皮肤,例如,该装置可以包括机械元件,例如,条带、皮带、搭扣、系绳、系带、松紧带或类似物。例如,可以在装置周围佩戴条带以将装置紧靠受试者的皮肤保持在适当位置中。在又一组实施例中,可以使用这些和/或其它技术的组合。作为一个非限制性示例,该装置可以使用粘合剂和条带被固定到受试者的手臂或腿。
在图57至图60的说明性实施例中,粘合剂层670被附接到可以为柔性的接口630的底部631。粘合剂层670可以被热熔到接口底部631或者经由任何其它合适的布置(例如,粘结或机械联接)附接。
在以上讨论的说明性实施例中,针部署和收回机构用于其中在针插入皮肤中之后对皮肤施加真空的装置中。然而,应当理解,上述的针部署和收回机构也可以用于其中在针插入皮肤中之前对皮肤施加真空的装置中。例如,如果柔性圆顶被用作真空源,则刺穿组件可以包括这样一种布置,即,在所述布置中在柔性圆顶已经从压缩状态返回到其原始的未压缩状态或返回到接近未压缩的状态之后触发一个或多个针以部署。作为另一个示例,预抽空的空间的容积可以用作真空源,在这种情况下该装置被配置为在部署针之前从预抽空的空间释放真空。
如上所述,支撑件的形状可以在不同的实施例之间变化。在图78A至图78M中示出支撑件形状的横截面的各种说明性实施例。应当理解,这些附图可以仅针对支撑件的远侧部分示出不同的形状,即,支撑件的其余部分可以是任何合适的形状或具有任何合适的一个或多个特征。在其它实施例中,在图78A至图78M中所示的形状是支撑件的完整形状,而不仅仅是远侧部分。应当理解,图78A至图78M中所示的任何形状都可以用于上述实施例中的任何支撑件,包括但不限于图中所示的说明性实施例。
在图78A中,支撑件130具有纵横比大于1的直壁横截面。
在图78B中,支撑件131具有L形横截面。
在图78C中,支撑件132具有纵横比小于1的直壁横截面。
在图78D中,支撑件133具有J形横截面。
在图78E中,支撑件134具有带圆角158的L形横截面。
在图78F中,支撑件135具有这样的横截面,即,所述横截面具有水平段和过渡到短竖直段的圆形分段。
在图78G中,支撑件136具有S形横截面。
在图78H中,支撑件137是具有直壁的漏斗形。
在图78I中,支撑件138是漏斗形,其具有近侧竖直段和远侧水平段。
在图78J中,支撑件139是具有弯曲壁的漏斗形,所述弯曲壁具有小于四分之一圆(在一些实施例中,近似八分之一圆)的浅弧范围(sweep)。
在图78K中,支撑件156是具有弯曲壁的漏斗形,所述弯曲壁具有大约四分之一圆的弧形范围。
在图78L中,支撑件157是具有弯曲的C形壁的漏斗形。
如上所述,接口的布置可以在不同的实施例之间变化。在79A至图79F中示出接口布置的各种说明性实施例。应当理解,图79A至图79F中所示的任何布置都可以用于上述的任何实施例,包括但不限于图中所示的说明性实施例。
在图79A中,接口包括不同材料的两个层180、181。
在图79B中,接口包括具有一个或多个通道开口183的连续材料层,所述一个或多个通道开口183允许一种或多种物质从身体进入装置中。
在图79C中,接口包括具有一个或多个通道开口191的膜184,所述一个或多个通道开口191允许一种或多种物质从身体进入装置中。
在图79D中,接口包括膜190,所述膜190被附接到支撑件201的具有松弛部的一侧,其中当皮肤运动到装置开口185中时(例如,由于真空)松弛部可以允许膜滑入装置开口中。膜可以具有多个通道开口192。
在图79E中,接口包括具有缓冲材料186的环的膜187,所述缓冲材料186被插置于支撑件201和膜187之间。
在图79F中,接口包括具有缓冲材料189的环的膜188,膜188被插置于支撑件201和缓冲材料189之间。
在一些实施例中,可变形结构可以用作针部署和/或收回机构。在一组实施例中,可变形结构可以从第一位置运动到第二位置,并且任选地,可变形结构会能够可逆地从第二位置运动到第一位置,即,可变形结构可以是可逆变形的结构。在一些情况下,第一位置是稳定的,而第二位置是不稳定的,但是在其它情况下,第一位置和第二位置均是稳定的(即,可逆变形的结构是双稳态的)。在这种稳定位置中,不需要外力维持平衡,即,不需要外力维持其位置。
例如,第一位置可以是将可变形结构定位成使得一个或多个针不接触皮肤的位置,而第二位置可以是使一个或多个针接触皮肤的位置,并且在一些情况下,一个或多个针可以刺穿皮肤。可以使用任何合适的技术使可变形结构运动,例如,手动地、机械地、电磁地、使用伺服机构或类似物。在一组实施例中,例如,可以通过推动按钮来使可变形结构从第一位置运动到第二位置,所述推动按钮促使可变形结构运动(直接地,或者通过将按钮与支撑结构链接的机构)。可以结合按钮或代替按钮使用其它机构(例如,转盘、杠杆、滑块等,如本文所讨论的)。在另一组实施例中,可变形结构可以自动地从第一位置运动到第二位置,例如,在由计算机激活时、在远程激活时、在一段时间已经过去之后或类似情况。例如,在一个实施例中,连接到可变形结构的伺服系统被电子地激活,使可变形结构从第一位置运动到第二位置。
在一些情况下,可变形结构还可以从第二位置运动到第一位置。例如,在已经例如使用一个或多个针将流体递送到皮肤和/或皮下和/或从皮肤和/或皮下抽出流出之后,可变形结构可以运动,这可以使一个或多个针从与皮肤的接触移开。可变形结构可以使用任何合适的技术(包括上述的那些)从第二位置运动到第一位置,并且用于使支撑结构从第二位置运动到第一位置的技术可以与用于使支撑结构从第一位置到第二位置的技术相同或不同。在一些情况下,可变形结构是可逆变形的,即,可变形结构能够从第二位置返回到第一位置。
在一组实施例中,该装置包括可变形结构,所述可变形结构能够将一个或多个针驱动到皮肤中,例如,使得一个或多个针可以从受试者的皮肤和/或皮下抽出流体,和/或使得一个或多个针可以将流体或其它材料递送至受试者,例如,将流体或其它材料递送至受试者的皮肤和/或皮下的位置。可变形结构可以是这样的结构,即,所述结构可以使用独立的力(例如,通过人推动所述结构)或其它力(例如,电力地施加的力、机械的相互作用或类似物)而变形,但是在力移除或至少部分地减小之后能够恢复其原始形状。例如,该结构会自发地恢复其原始形状,或者会需要某种动作(例如,加热)以将该结构恢复至其原始形状。
在一些情况下,可变形结构可以由合适的弹性材料形成。例如,该结构可以由塑料、聚合物、金属等形成。在一组实施例中,该结构可以具有凹形或凸形形状。例如,该结构的边缘可以被放在压缩应力下,使得该结构“退出(bow out)”以形成凹形或凸形形状。推压凹形或凸形形状的人可以使该结构变形,但是在人停止推动该结构之后,该结构例如自发地或在其它力的帮助下会能够返回到其原始的凹形或凸形形状,如先前所讨论的。在一些情况下,该装置可以是双稳态的,即,具有其中装置处于稳定状态中的两个不同位置。
在一组实施例中,该装置可以包括可在第一构型和第二构型之间运动的可变形结构。例如,第一构型可以具有凹形形状,例如,圆顶形状,并且第二构型可以具有不同的形状,例如,变形的形状(例如,“压扁的圆顶”)、凸形形状、倒凹形形状或类似形状。可变形结构可以手动地例如通过使用手或手指推动柔性凹形构件而在第一构型和第二构型之间运动,并且/或者可变形结构可以使用诸如本文所述的致动器运动。在一些情况下,可变形结构会能够自发地从第二构型返回到第一构型。然而,在其它情况下,可变形结构会无法返回到第一构型,例如,以便防止可变形结构的意外重复使用。在一些实施例中,可变形结构可以是可逆变形的结构,但是在其它实施例中,可变形结构不必如此。此外,在一些情况下,虽然可变形结构可以(或可以不)是可逆变形的结构,但是可变形结构可以使用第一机构从第一位置运动到第二位置,并且从第二位置运动到第一位置,或者使用与第一机构不同的第二机构运动到第三位置。
可变形结构可以被机械地联接至一个或多个针(例如,微针)。针可以在可变形结构上直接固定不动,或者针可以使用棒、杆、杠杆、板、弹簧或其它合适的结构被机械地联接至可变形结构。在一些实施例中,一个或多个针被机械地联接至可变形结构,以便当可变形结构处于第一构型中时针处于第一位置中并且当可变形结构处于第二构型中时针处于第二位置中。
在一些情况下,可以实现相对高的速度和/或加速度,和/或可以在相对短的时间段内发生针的插入,例如,如本文所讨论的。在一些情况下,第一位置和第二位置可以分开相对小的距离。例如,第一位置和第二位置可以分开小于约10mm、小于约9mm、小于约8mm、小于约7mm、小于约6mm、小于约5mm、小于约4mm、小于约3mm、或小于约2mm等的距离。然而,在某些实施例中,甚至在这样的距离内,也可以实现高速和/或加速度,例如,本文讨论的那些。
在使用期间,一种装置可以被放置成与受试者的皮肤接触,使得凹槽或其它合适的涂抹器区域靠近皮肤或与皮肤接触。通过使可变形结构在第一构型和第二构型之间运动,由于机械联接,可变形结构能够使针运动到凹槽或其它涂抹器区域内的第二位置并且接触或穿透受试者的皮肤。
在一些实施例中,该装置还可以包括收回机构,所述收回机构能够在可变形结构达到第二构型之后将针从皮肤移开。在一些实施例中,可变形结构的收回可以由可变形结构本身引起,例如,自发地从第二构型返回到第一构型,并且/或者该装置可以包括单独的收回机构,例如,弹簧、弹性构件、可塌陷泡沫或类似物。然而,在其它情况下,可以使用不同的机构来收回可变形结构。例如,可变形结构可以处于第二构型中并且在没有改变可变形结构的构型的情况下从皮肤例如侧向地撤回。
可变形结构可以由任何合适的材料形成,例如,诸如不锈钢(例如,301、301LN、304、304L、304LN、304H、305、312、321、321H、316、316L、316LN、316Ti、317L、409、410、430、440A、440B、440C、440F、904L)、碳钢、弹簧钢、弹簧黄铜、磷青铜、铍铜、钛、钛合金钢、铬钒、镍合金钢(例如,Monel 400、Monel K 500、Inconel600、Inconel 718、Inconel x 750等)的金属、聚合物(例如,聚氯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等)、复合材料或层压材料(例如,包括玻璃纤维、碳纤维、竹材、Kevlar等)或类似物。
可变形结构可以具有任何形状和/或尺寸。在一组实施例中,可变形结构不是平面的,并且具有这样的部分,即,所述部分可以处于任选地由相对高能的构型分开的第一位置(“待发”或预部署位置)或第二位置(“击发”或部署位置)中。在一些情况下,第一位置和第二位置两者均是稳定的(即,该结构是双稳态的),但是第一位置和第二位置之间的转换需要该结构通过不稳定的构型进行。
在一个实施例中,可变形结构是柔性凹形构件。可变形结构可以具有例如大致圆顶的形状(例如,如在卡扣圆顶中)并且是圆形的(没有腿),或者可变形结构可以具有其它形状,例如,椭圆形、三角形(3条腿)、正方形(4条腿)、五边形(5条腿)、六边形(6条腿)、蜘蛛腿状、星形、三叶草形(具有任何数量的裂片,例如,2个、3个、4个、5个等)或类似形状。在一些实施例中,可变形结构可以在中间具有孔、凹痕或按钮。可变形结构也可以具有锯齿状盘或波浪形状。在一些情况下,一个或多个针可以被安装在可变形结构上。然而,在其它情况下,一个或多个针被安装在分离的结构上,所述分离的结构在可变形结构运动时被驱动或被致动。
如本文所使用的,“真空”通常是指低于大气压的压力的量,使得大气压具有0mmHg的真空,即,压力是表压而不是绝对压力。例如,真空可以低于大气压,真空可以具有至少约50mmHg、至少约100mmHg、至少约150mmHg、至少约200mmHg、至少约250mmHg、至少约300mmHg、至少约350mmHg、至少约400mmHg、至少约450mmHg、至少约500mmHg、至少约550mmHg、至少约600mmHg、至少约650mmHg、至少约700mmHg或至少约750mmHg的压力,即,与标准大气压相比减小的压力。例如,100mmHg的真空压力与约660mmHg的绝对压力相对应(即,比1atm低的100mmHg)。
真空可以被施加到皮肤的任何合适区域,并且在一些情况下被施加到可以控制真空的皮肤的区域。例如,施加真空的区域的平均直径可以保持小于约5cm、小于约4cm、小于约3cm、小于约2cm、小于约1cm、小于约5mm、小于约4mm、小于约3mm、小于约2mm或小于约1mm。此外,这种真空可以被施加任何合适的时间长度。例如,真空可以被施加到皮肤至少约1分钟、至少约3分钟、至少约5分钟、至少约10分钟、至少约15分钟、至少约30分钟、至少约45分钟、至少约1小时、至少约2小时、至少约3小时、至少约4小时等。在一些情况下,例如,由于受试者的皮肤的物理特征,不同量的真空可以被施加到不同的受试者。
在一些实施例中,流动促动器可以包括一个或多个针和/或刀片。在一些实施例中,一个或多个针是一个或多个微针。依据预期的应用,针可以以多种不同的方式布置。
例如,在一些实施例中,一个或多个针的长度可以小于或等于约5mm、小于或等于约4mm、小于或等于约3mm、小于或等于约2mm、小于或等于约1mm、小于或等于约800微米、小于或等于600微米、小于或等于约500微米、小于或等于约400微米、小于或等于约300微米、小于或等于约200微米、小于或等于约175微米、小于或等于约150微米、小于或等于约125微米、小于或等于约100微米、小于或等于约75微米、小于或等于约50微米、小于或等于约10微米等。
在一些实施例中,一个或多个针的最大横截面尺寸可以小于或等于约5mm、小于或等于约4mm、小于或等于约3mm、小于或等于约2mm、小于或等于约1mm、小于或等于约800微米、小于或等于600微米、小于或等于500微米、小于或等于400微米、小于或等于约350微米、小于或等于约300微米、小于或等于约200微米、小于或等于约175微米、小于或等于约150微米、小于或等于约125微米、小于或等于约100微米、小于或等于约75微米、小于或等于约50微米、小于或等于约10微米等。
在一些实施例中,针的最大横截面尺寸是针的宽度。在一些实施例中,针的最大横截面尺寸是针的厚度。在一些实施例中,针的最大横截面尺寸是针的直径。根据针的几何形状,这些术语中的一些或全部(即,宽度、厚度、直径)可以是可互换的。
例如,一些实施例包括具有矩形横截面的针,并且可以具有彼此不同的厚度和宽度。一些实施例包括具有圆形横截面的针,其中针的最大横截面尺寸是圆形横截面的直径。
在一些实施例中,一个或多个针可以具有尺寸为175微米乘以50微米或350微米乘以50微米的矩形横截面。
在一组实施例中,一个或多个针的长度与最大横截面尺寸的纵横比可以至少约2:1、至少约3:1、至少约4:1、至少5:1、至少约7:1、至少约10:1、至少约15:1、至少约20:1、至少约25:1、至少约30:1等。
应当理解,如本文所讨论的对“针”或“微针”的引用仅作为示例并且易于呈现,并且在其它实施例中,在本文的任何描述中可以存在多于一个的针和/或微针。
作为示例,诸如由Allen等人于2002年1月1日发布的题为“Microneedle Devicesand Methods of Manufacture and Use Thereof”的美国专利No.6,334,856中公开的微针可以用于将流体(或其它材料)递送到受试者和/或从受试者抽出流体(或其它材料)。微针可以是空心的或实心的,并且可以由任何合适的材料形成,例如,金属、陶瓷、半导体、有机物、聚合物和/或合成物。示例包括但不限于医用级不锈钢、钛、镍、铁、金、锡、铬、铜、这些或其它金属的合金、硅树脂、二氧化硅以及聚合物,包括羟基酸的聚合物,例如,乳酸和聚乳酸羟基乙酸、聚乙醇酸交酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物,以及与聚乙二醇、聚酸酐、聚原酸酯、聚亚氨酯、聚丁酸、聚戊酸、聚丙交酯-共-己内酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醋酸乙烯酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸或聚酯的共聚物。
在一些情况下,可以使用多于一个的针或微针。例如,可以使用针或微针的阵列,并且针或微针可以以任何合适的构型(例如,周期性的、随机的等)排列在阵列中。在一些情况下,阵列可以具有3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、10个或更多个、15个或更多个、20个或更多个、35个或更多个、50个或更多个、100个或更多个或任何其它合适数量的针或微针。通常,微针将具有小于大约微米级的平均横截面尺寸(例如,直径)。
在一个说明性实施例中,流动促动器包括微针的阵列,其以7.5mm的直径的圆形图案布置,围绕圆周有30个微针。每个微针都具有1mm的长度和0.350mm的宽度。
本领域的普通技术人员出于这些目的可以相对于皮肤或其它表面来布置针,在一个实施例中包括相对于皮肤表面以不同于90°的一定角度将针引入皮肤内,即,将一个或多个针以倾斜的方式引入皮肤内,从而限制穿透的深度。然而,在另一个实施例中,针可以以大约90°的角度进入皮肤或其它表面内。
在一些情况下,针(或微针)可以存在于阵列中,所述阵列被选择为使得阵列内的针的密度介于约0.5针/mm2和约10针/mm2之间,并且在一些情况下,密度可以介于约0.6针/mm2和约5针/mm2、介于约0.8针/mm2和约3针/mm2之间、约1针/mm2和约2.5针/mm2之间,或类似的。在一些情况下,针可以被定位在阵列内,使得没有两个针比约1mm、约0.9mm、约0.8mm、约0.7mm、约0.6mm、约0.5mm、约0.4mm、约0.3mm、约0.2mm、约0.1mm、约0.05mm、约0.03mm、约0.01mm等更靠近。
在另一组实施例中,针(或微针)可以被选择为使得针的面积(通过确定由针在受试者的皮肤表面上的穿透或穿孔面积来确定)允许流体充分流动到受试者的皮肤和/或皮下或从受试者的皮肤和/或皮下充分流出。针可以被选择为具有更小或更大的面积(或更小或更大的直径),只要针与皮肤的接触面积足以允许血液从受试者的皮肤到装置充分流动即可。例如,在某些实施例中,依据应用,针可以被选择为具有至少约500nm2、至少约1000nm2、至少约3000nm2、至少约10000nm2、至少约30000nm2、至少约100000nm2、至少约300000nm2、至少约1μm2、至少约3μm2、至少约10μm2、至少约30μm2、至少约100μm2、至少约300μm2、至少约500μm2、至少约1000μm2、至少约2000μm2、至少约2500μm2、至少约3000μm2、至少约5000μm2、至少约8000μm2、至少约10000μm2、至少约35000μm2、至少约100000μm2、至少约300000μm2、至少约500000μm2、至少约800000μm2、至少约8000000μm2等的组合皮肤穿透面积。
针或微针可以具有任何合适的长度,并且在一些情况下,长度可以取决于应用。例如,被设计为仅穿透表皮的针可以比被设计为还穿透真皮或在真皮或皮下延伸的针短。在某些实施例中,针或微针对皮肤的最大穿透距离可以为不超过约3mm、不超过约2mm、不超过约1.75mm、不超过约1.5mm、不超过约1.25mmmm、不超过约1mm、不超过约900μm、不超过约800μm、不超过约750μm、不超过约600μm、不超过约500μm、不超过约400μm、不超过约300μm、不超过约200μm、不超过约175μm、不超过约150μm、不超过约125μm、不超过约100μm、不超过约75μm、不超过约50μm等。在某些实施例中,针或微针可以被选择为对皮肤的最大穿透距离为至少约50μm、至少约100μm、至少约300μm、至少约500μm、至少约1mm、至少约2mm、至少约3mm等。
在一组实施例中,针(或微针)可以被涂覆。例如,针可以被涂覆有当针插入皮肤中时被递送的物质。例如,涂层可以包括肝磷脂、抗凝血剂、抗炎化合物、镇痛剂、抗组胺化合物等,以便辅助血液从受试者的皮肤流动,或者涂层可以包括药物或其它治疗剂,例如,本文描述的那些。药物或其它治疗剂可以是用于局部递送(例如,在施加有被涂覆的针或微针的区域或区域附近)的药物或其它治疗剂,和/或药物或其它治疗剂可以是预期用于在受试者体内进行系统递送的药物或其它治疗剂。
在一些情况下,由装置从受试者接收的流体的至少一部分可以被储存和/或被分析以确定一种或多种分析物,例如,用于疾病状态的标记物或类似物。从受试者抽出的流体可以用于此类用途。可以使用任何合适的技术移除流体,例如,如本文所讨论的。
因此,在一组实施例中,该装置可以涉及受试者的状况的确定。可以使用多种传感器,所述多种传感器中的许多是可在商业上容易获得的。在这种情况下,由装置接收的体液可以被分析,例如,作为受试者的过去、现在和/或未来状况的指示,或者确定在受试者外部的状况。待确定的受试者的状况可以是在受试者体内当前存在的状况,和/或当前不存在的状况,但是受试者易受该状况的影响或以其它方式增加受该状况的风险。该状况可以是医疗状况(例如,糖尿病或癌症)或其它生理状况(例如,脱水、怀孕、非法药物使用)或类似状况。本文讨论了额外的非限制性示例。例如,可以视觉地、触觉地、通过气味、经由仪器等进行确定。
在一些情况下,这样的流体将包含身体内的各种分析物,这些分析物对诊断目的来说是重要的,例如,用于各种疾病状态的标记物,例如,葡萄糖(例如,用于糖尿病患者);其它示例分析物包括离子,例如,钠、钾、氯化物、钙、镁和/或碳酸氢盐(例如,以确定脱水);气体,例如,二氧化碳或氧气;H+(即,pH);代谢物,例如,尿素、血尿素氮或肌氨酸酐;荷尔蒙,例如,雌二醇、雌激素酮、孕酮、黄体酮、睾丸素、雄烯二酮等(例如,以确定怀孕、非法药物使用或类似情况);或胆固醇。其它非限制性示例包括胰岛素或荷尔蒙。
例如,从受试者的皮肤抽出的流体将通常包含身体内的各种分析物,这些分析物对诊断目的来说是重要的,例如,用于各种疾病状态的标记物,例如,葡萄糖(例如,用于糖尿病患者);其它示例分析物包括离子,例如,钠、钾、氯化物、钙、镁和/或碳酸氢盐(例如,以确定脱水);气体,例如,二氧化碳或氧气;H+(即,pH);代谢物,例如,尿素、血尿素氮或肌氨酸酐;荷尔蒙,例如,雌二醇、雌激素酮、孕酮、黄体酮、睾丸素、雄烯二酮等(例如,以确定怀孕、非法药物使用或类似情况);或胆固醇。其它示例包括胰岛素或荷尔蒙水平。又一些其它分析物包括但不限于高密度脂蛋白(“HDL”)、低密度脂蛋白(“LDL”)、白蛋白、丙氨酸转氨酶(“ALT”)、天冬氨酸转氨酶(“AST”)、碱性磷酸酶(“ALP”)、胆红素、乳酸脱氢酶等(例如,用于肝功能测试);黄体生长激素或β-人绒毛膜促性腺激素(hCG)(例如,用于生育测试);凝血素(例如,用于凝血测试);肌钙蛋白、BNT或B型钠尿肽等(例如,作为心脏标记物);用于流感的感染性疾病标记物;呼吸道合胞体病毒或RSV等;或类似物。
可以由装置确定的其它条件/分析物包括pH值或金属离子、蛋白质、酶、抗体、核酸(例如,DNA、RNA等)、药物、糖类(例如,葡萄糖)、荷尔蒙(例如,雌二醇、雌激素酮、孕酮、黄体酮、睾丸素、雄烯二酮等)、碳水化合物或其它感兴趣的分析物。可以被确定的其它条件包括:pH值变化,其可以指示疾病、酵母菌感染、在粘膜表面处的牙周疾病、指示肺部功能紊乱的氧或碳一氧化碳水平;以及药物水平,诸如香豆素的药物的合法处方水平和诸如可卡因或尼古丁的非法药物水平。分析物的其它示例包括那些指示疾病的分析物,例如,癌症特异性标志物(例如,CEA和PSA、病毒和细菌抗原),以及自身免疫指示物(例如,双链DNA的抗体,其指示狼疮)。又一些其它条件包括暴露于高温一氧化碳(该高温一氧化碳可以由外部来源或由于睡眠呼吸暂停引起)、太多的热量(在婴儿时期是重要的,其中婴儿的体内温度控制不能完全自我调节)或发烧。又一些其它可能合适的分析物包括各种病原体,例如,细菌或病毒(例如,冠状病毒,例如SARS-CoV-2),和/或由此类病原体产生的标记物。因此,在某些实施例中,可以以某种方式确定皮肤内或身体内的一种或多种分析物,这可以用于确定受试者的过去、现在和/或未来状况。
在一些情况下,从受试者接收的流体或其它材料可以用于确定受试者外部的状况。例如,流体或其它材料可以包含反应实体,所述反应实体能够识别病原体或包围受试者的其它环境条件,例如,能够识别外部病原体(或病原体标记物)的抗体。作为具体的示例,病原体可以是炭疽,并且抗体可以是针对炭疽孢子的抗体。作为另一个示例,病原体可以是疟原虫(其中的一些物种引起疟疾)并且抗体可以是识别疟原虫的抗体。作为又一个示例,病原体可以是病毒,例如,冠状病毒(例如,SARS-CoV-2),并且抗体可以是能够结合到病毒的至少一部分的抗体,例如,刺突蛋白、包膜蛋白、膜蛋白等。
在一些实施例中,在确定流体和/或存在于或怀疑存在于流体中的分析物时,微处理器或其它控制器可以在显示器上显示合适的信号。显示器还可以用于显示其它信息,作为上述信息的补充或替代。例如,该装置可以包括一个或多个显示器,其指示该装置何时已经使用或已经过期,其指示从受试者采样流体正在进行和/或已完成或采样已经出现问题(例如,所收集的液体堵塞或不足),其指示对在所收集的样本内的分析物的分析正在进行和/或已完成,已经向受试者递送足够量的流体(或已经递送不足量的流体和/或正在进行流体递送),该装置可以从受试者的皮肤移除(例如,在完成递送和/或抽出流体时,和/或在适当分析、传输时等),或类似情况。
然而,显示器不是必需的;在其它实施例中,可以不存在显示器,或者可以使用其它信号,例如,光、气味、声音、感觉、味道或类似的。在一组实施例中,可以提供与分析相关联的多种发信号或显示方法中的任一种,包括视觉信号、通过气味、声音、感觉、味道或类似的。信号结构和发生器包括但不限于显示器(视觉、LED、光等)、扬声器、化学释放室(例如,包含挥发性化学物质)、机械装置、加热器、冷却器或类似物。在一些情况下,信号结构或发生器可以与装置集成(例如,与用于施加到受试者皮肤的支撑结构集成地连接,例如,包含诸如针或微针之类的流体输送器),或信号结构或发生器可以不与支撑结构集成地连接。
在一些情况下,该装置可以包括用于确定流体和/或流体内的分析物的传感器。在某些实施例中,该装置可以包括反应物,其能够与包含在或怀疑存在于来自受试者的流体内的分析物相互作用,例如,用于疾病状态的标记物。作为非限制性示例,传感器可以包含:抗体,所述抗体能够与用于疾病状态的标记物相互作用;酶,所述酶能够检测葡萄糖,例如,葡萄糖氧化酶或葡萄糖1-脱氢酶;或类似物。可以定量地或定性地确定分析物,和/或在一些情况下可以确定在抽出的流体内存在或不存在分析物。
传感器的额外的非限制性示例包括但不限于pH传感器、光学传感器、离子传感器、比色传感器、能够检测物质的浓度的传感器或类似物,例如,如本文所讨论的。例如,在一组实施例中,该装置可以包括离子选择性电极。离子选择性电极会能够确定特定离子和/或诸如K+、H+、Na+、Ag+、Pb2+、Cd2+或类似物的离子。可以在商业上获得各种离子选择性电极。作为非限制性示例,钾选择性电极可以包括离子交换树脂膜,使用缬氨霉素、钾通道作为膜中的离子载体以提供钾特异性。本领域的普通技术人员将知道许多合适的市售传感器,并且所使用的具体传感器可以取决于被感测的特定分析物。
传感器可以例如嵌入装置内或集成地连接到装置或者被远程定位但与装置物理、电气和/或光学连接,以便能够感测装置内的室。例如,传感器可以与从受试者抽出的流体直接地、经由微流体通道、分析室等流体连通。传感器会能够感测分析物,例如,被怀疑存在于从受试者抽出的流体中的分析物。例如,传感器可以没有与装置有任何物理连接,但可以被定位成检测电磁辐射(例如,红外线、紫外线或可见光)相互作用的结果,所述电磁辐射已经被指向装置的一部分,例如,装置内的室。作为另一个示例,传感器可以被定位在装置上或装置内,并且可以通过与室光学地连接来感测室中的活动。还可以在室与传感器流体地、光学地或视觉地、热地、气动地、电子地或类似方式通信的情况下提供感测通信,以便能够感测室的状况。作为一个示例,传感器可以被定位在室的下游、被定位在诸如微流体通道之类的通道内或类似定位。
传感器可以是例如pH传感器、光学传感器、氧传感器、能够检测物质浓度的传感器或类似物。可以使用传感器确定的分析物的其它示例包括但不限于金属离子、蛋白质、核酸(例如,DNA、RNA等)、药物、糖类(例如,葡萄糖)、荷尔蒙(例如,雌二醇、雌激素酮、孕酮、黄体酮、睾丸素、雄烯二酮等)、碳水化合物或其它感兴趣的分析物。传感器的非限制性示例包括染色基检测系统、亲缘基检测系统、微制造重量分析仪、CCD相机、光学检测器、光学显微镜系统、电气系统、热电偶和热敏电阻、压力传感器等。传感器可以在一些情况下包括比色检测系统,其可以处于装置外部或在一些情况下被微制造到装置中。传感器和传感器技术的各种非限制性示例包括比色检测、压力或温度测量、光谱学例如红外线、吸收、荧光性、UV/可见光、FTIR(“傅立叶变换红外光谱学”)或Raman;压电测量;免疫测定;电测量;电化学测量(例如,离子特异性电极);磁测量;光测量,例如,光密度测量;圆二色性;光散射测量,例如,类电子光散射;极化测定术;量折射术;化学指示剂,例如,染料;或浊度测量,包括浊度测定法。
在一组实施例中,在装置中的传感器可以用于确定装置内存在的血液的状况。例如,传感器可以指示血液中常见的分析物的状况,例如,O2、K+、血红蛋白、Na+、葡萄糖或类似物。作为具体的非限制性示例,在一些实施例中,传感器可以确定包含在装置内的血液内的溶血程度。在不希望受任何理论束缚的情况下,据信在一些情况下,红细胞的溶血可以导致钾离子和/或游离血红蛋白释放到血液中。通过确定钾离子和/或血红蛋白的水平(例如,通过使装置和/或血液从血浆中分离细胞并且继而通过使用合适的比色法确定血浆中的血红蛋白),可以确定由包含在装置内的血液所经历的血液溶解或“应力”的量。因此,在一组实施例中,该装置可以例如通过指示应力程度或血液溶解量来指示包含在装置内的血液(或其它流体)的可用性。本文还讨论了适用于指示包含在装置内的血液(或其它流体)的可用性的装置的其它示例(例如,通过指示已经在装置中包含血液的时间量、装置的温度历史等)。
在一些实施例中,分析物可以被确定为“开/关”或“正常/异常”状态。例如,分析物的检测可以指示为需要胰岛素;去看医生以检查胆固醇;检测排卵;需要肾透析;存在药物水平(例如,尤其是在非法药物的情况下)或太高/太低(例如,尤其在疗养院中对衰老老人的护理较为重要)。然而,作为另一个实施例,可以定量地确定分析物。
在一组实施例中,传感器可以是测试条,例如,可以在商业上获得的测试条。测试条的示例包括但不限于葡萄糖测试条、尿测试条、妊娠测试条或类似物。测试条将典型地包括纸或其它材料的带、片或条,并且包含一个或多个区域,所述一个或多个区域能够例如经由分析物与诊断试剂或反应实体(所述诊断试剂或反应实体能够与分析物相互作用和/或相关联)的结合来确定分析物。例如,测试条可以包括各种酶或抗体、葡萄糖氧化酶和/或铁氰化物或类似物。取决于测试条的类型,测试条会能够确定例如葡萄糖、胆固醇、肌氨酸酐、酮、血液、蛋白质、亚硝酸盐、pH、尿胆素原、胆红素、白细胞、黄体生长激素等。测试条可以以任何数量的不同方式使用。在一些情况下,测试条可以从商业上获得并且例如在从受试者抽出血液或其它流体之前或之后插入装置中。例如,在其中装置使用测试条作为传感器而使得装置本身确定分析物的实施例中,血液或其它流体的至少一部分可以暴露于测试条以确定分析物。在一些情况下,该装置可以在预先加载有测试条的情况下进行售卖,或者用户需要将测试条插入装置中(并且任选地,在两次使用之间取出并且更换测试条)。在一些情况下,测试条可以形成不可由用户移除的装置的成一体部分。在一些实施例中,在暴露于从受试者抽出的血液或其它流体之后,测试条可以从装置中移除并且例如使用能够确定测试条的其它设备(例如,商业上可获得的测试条读取器)在外部确定。
在一些实施例中,其它部件可以存在于装置内。例如,该装置可以包含盖、显示器、端口、变送器、传感器、微流体通道、室、流体通道和/或各种电子器件,例如,以控制或监测流体输送进或出装置,以确定存在于从皮肤递送和/或抽出的流体内的分析物,以确定装置的状态,以报告或传送关于装置和/或分析物的信息或类似情况。
在一些方面中,该装置可以包括诸如微流体通道的通道,其可以用于使流体在装置内运动。在一些情况下,微流体通道与用于向皮肤递送流体和/或从皮肤抽出流体的针流体连通。例如,在一组实施例中,该装置还可以包括一个或多个微流体通道,以容纳用于例如从流体源递送到针的流体,和/或以从皮肤抽出流体,例如,用于递送到装置内的分析室、用于递送到用于以后分析的储器,或类似情况。
在一些情况下,在装置内可以存在多于一个的室,并且在一些情况下,室中的一些或全部可以例如经由诸如微流体通道之类的通道流体连通。在各种实施例中,取决于应用,多种室和/或通道可以存在于装置内。例如,该装置可以包括用于感测分析物的室、用于保持反应剂的室、用于控制温度的室、用于控制pH值或其它条件的室、用于产生或缓冲压力或真空的室、用于控制或阻尼流体流动的室、混合室、用于容纳流体(例如,使用针抽出的流体)的储存室、药物室或类似物。
例如,在一些情况下,该装置可以包括用于保持或容纳流体的一个或多个室。在一些情况下,室可以与一个或多个流体输送器和/或一个或多个微流体通道流体连通。例如,该装置可以包括用于容纳从受试者抽出的流体(例如,用于储存和/或以后分析)的室、用于容纳用于递送至受试者的流体(例如,血液、盐水、任选地含有药物、荷尔蒙、维生素、药物制剂或类似物)的室等。
在一些情况下,储存室可以包含试剂或反应实体,所述试剂或反应实体能够与怀疑存在于进入装置的血液(或其它流体)中的分析物反应,并且在一些情况下,可以确定反应实体以确定分析物。在一些情况下,该确定可以例如通过确定颜色变化或荧光变化等而在装置外部进行。该确定可以由人进行或由能够分析装置的至少一部分的外部设备进行。在一些情况下,该确定可以在没有从装置(例如,没有从储存室)移除血液的情况下进行。(然而,在其它情况下,血液或其它流体可以在被分析之前首先从装置移除)。例如,该装置可以包括一个或多个传感器(例如,诸如K+传感器的离子传感器、比色传感器、荧光传感器等),和/或包含允许光线穿透装置的“窗口”。窗口可以由玻璃、塑料等形成,并且可以被选择为依据待确定的分析物或条件而对一个或一系列合适的波长是至少部分透明的。作为具体示例,整个装置(或其一部分)可以被安装在外部设备中,并且来自外部设备的光可以穿过装置的至少一部分或以其它方式与装置的至少一部分交互(例如,经由装置反射或折射)来确定分析物和/或反应实体。
在一些情况下,该装置可以被设计为使得装置的部分是可分离的。例如,该装置的第一部分可以从皮肤的表面移除,而将装置的其它部分留在皮肤上。在一个实施例中,还可以包括止挡件以防止或控制由针或微针(或其它流体输送器部件)插入皮肤的深度,例如,以控制对表皮、真皮等的穿透。作为另一个示例,装置可以是模块化的,或者包括可从装置移除的部分。例如,血液或其它体液可以由装置在可以从装置移除的部分(例如,包含储存室)中接收。例如,被移除的部分可以被储存、运送到另一位置以用于分析或类似情况。
在一组实施例中,该装置包含真空室,所述真空室也用作储存室以接收从受试者的皮肤抽取到装置中的血液或其它流体。例如,通过或经由流体输送器从受试者抽取的血液可以由于其负压(即,因为室具有低于大气压的内部压力)而进入真空室,并且任选地储存在真空室中以用于后来使用。然后,由装置收集的流体可以在装置内进行分析或从装置移除以用于分析、储存等。
然而,在另一组实施例中,该装置可以包括分离的真空室和储存室(例如,用于储存流体(例如,来自受试者的皮肤的血液)的室)。真空室和储存室可以流体连通,并且可以具有任何合适的布置。在一些实施例中,来自真空室的真空可以至少部分地用于从皮肤抽出流体,所述流体继而被指引到储存室中,例如,用于以后的分析或使用,例如,如下文所讨论的。作为示例,血液可以被抽取到装置中,流向真空室,但是可以防止流体进入真空室。例如,在某些实施例中,可以使用可渗透气体但不能渗透诸如血液之类的液体的材料。例如,材料可以是膜,例如,具有合适孔隙度的亲水性或疏水性膜、多孔结构、多孔陶瓷熔块、可溶解接口(例如,由盐或聚合物等形成)或类似物。
在一些情况下,本文所述的装置可以是单级的或多级的。也就是说,该装置可以限定单个单元,所述单个单元包括彼此成一体连接的一个或多个部件,这些部件不能容易地被用户从彼此移除,或者该装置可以包括被设计为并且可以被容易地从彼此移除的一个或多个部件。作为后者的非限制性示例,可以提供两级的装置以应用于受试者的皮肤。该装置可以包括第一部分,所述第一部分被设计为在分析期间靠近受试者的皮肤搁置,所述第一部分可能包括分析区域、储器或用于产生真空或以其它方式促进流体流动的其它材料或相对于分析区域的其它材料、用以接近间质液或血液的针或微针或类似物。可以提供装置的第二级或第二部分,其可以开启装置的操作。
例如,两级的装置可以被应用于用户的皮肤。与装置的第二部分相关联的按钮或其它部件或开关可以由受试者激活以促使将针或微针插入受试者的皮肤或类似情况。然后,可以例如由受试者移除第二级,并且可以将第一级保留在皮肤上以促进分析。
在另一个示例中,可以提供两级的装置,其中第一级或第一部分包括可视化或其它产生信号的部件,而第二级或第二部分包括促进分析所必需的部件,例如,第二级或第二部分可以包括接近体液、将流体(如果必要的话)输送到分析部位和类似的所必需的全部部件,并且该第二级或第二部分可以被移除,仅留下可视化级以用于供受试者或另一实体如本文所述进行查看或以其它方式分析。
在又一个示例中,两级的装置可以包括应用于受试者皮肤的第一级或第一部分以及储存血液或另一种体液的第二级或第二部分。第二级可以被移除和储存、被运送到另一个地点以用于分析或类似情况。
在某些实施例中,该装置的部分可以被构造和布置成例如可由受试者容易地彼此连接和/或拆卸。因此,例如,受试者(或另一个人)会能够连接这些部分(例如,模块)以组装装置,和/或断开这些部分,而无需使用诸如螺丝刀或胶带之类的工具。在一些情况下,连接和/或断开可以在装置贴附到皮肤上的同时发生。因此,例如,可以将装置施加到受试者的皮肤,并且在使用之后可以从受试者的皮肤移除装置的一部分,而将装置的其余部分留在皮肤上的适当位置中。任选地,该部分可以由装置的另一部分替换,所述另一部分可以与被移除的部分相同或不同。
作为示例,在一个实施例中,一种装置可以被制造成包含第一模块和第二模块,所述第二模块被构造和布置成用于与第一模块重复连接和断开。例如,第一模块可以用于向受试者递送流体和/或从受试者抽出流体。例如,如本文所讨论的,第一模块可以包含流体输送器,其用于将流体输送到受试者的皮肤和/或皮下和/或从受试者的皮肤和/或皮下抽出流体。任选地,流体可以在第一模块内被分析,和/或被储存在例如收集室中以用于后来使用。在抽取足够的流体之后,可以移除第一模块,而将第二模块留在适当位置中,并且任选地用新的第一模块替换以用于后续使用(例如,用于随后递送流体和/或稍后抽出流体)。然而,在其它实施例中,可以移除第二模块,而将第一模块留在适当位置中。取决于应用,所移除的模块可以被重新使用或被处置(例如,被扔进垃圾桶),或者模块可以被运送到另一个地点以用于处置和/或分析,例如,分析包含在模块内的流体,例如,从受试者的皮肤抽出的流体。取决于应用,模块在从装置移除之前可以被使用一次或多次。因此,作为非限制性示例,该装置可以包含可移除的模块,所述可移除的模块包含可移除的流体输送器(例如,针或微针)、用于容纳血液或另一种流体的可移除模块(例如,其可以被运送到另一位置),或类似物。
在一些方面中,以下任何部件可以独立地是模块化的并且可以是一次性使用的或可重复使用的,或者在一些情况下甚至不存在:诸如真空室或其它真空源之类的压力调节器、致动器、激活器、流体输送器、流体分析、传感器、流体储存器(例如,收集室)、数据存储器或存储器部件、处理器、检测器、电源、变送器、显示器或类似物。作为非限制性示例,一个模块可以是一次性使用的模块(例如,包含以下一项或多项的模块:流体输送器、致动器、真空源、流体处理、流体存储、化验化学等),或模块可以是可重复使用的模块(例如,包含以下一项或多项的模块:检测器、处理器、数据存储器、显示器、变送器、电源等)可以是可重复使用的模块。或者,仅单个单元(例如,流体输送器,例如,一个或多个针或微针)可能是一次性使用的,而装置的其余部分可能是可重复使用的。还考虑了这些部件的其它组合。在某些实施例中,该装置内的可更换部分是对于装置发挥功能所需的部分,例如,在可更换部分不存在于装置内的情况下,装置可能无法发挥功能以输送和/或抽出流体。在一个实施例中,可更换部分不是电源(例如,电池)。
在一组实施例中,该装置或其一部分(例如,模块)是可重复使用的。例如,该装置可以被重复地使用(在受试者皮肤上的相同位置处,或在不同位置处)以向受试者的皮肤和/或皮下递送流体和/或从受试者的皮肤和/或皮下抽出流体。重复使用的装置可以是单一的、集成的装置,和/或装置可以包含一个或多个模块,例如,先前讨论的那些。例如,在一些情况下,在使用之间,模块可以从装置移除和/或替换,例如,如上所述。
在一组实施例中,如本文所讨论的装置(或其一部分)可以被运送或输送到另一位置以用于分析。例如,该装置或模块可以是手提、邮寄等。在一些情况下,该装置可以包括容纳在装置内(例如,用于流体的储存室内)的抗凝血剂或稳定剂。因此,例如,从皮肤抽取的诸如血液之类的流体可以被输送到装置内的室(例如,储存室),然后装置或装置的一部分(例如,模块)可以被运送到另一个位置以用于分析。可以例如经由邮递或手工递送使用任何形式的运送或输送。
在将流体抽取到装置中之后,该装置或其一部分可以例如由受试者或由另一个人从受试者的皮肤移除。例如,整个装置可以被移除,或者包含储存储器的装置的一部分可以从装置移除,并且任选地用另一个储存储器替换。因此,例如,在一个实施例中,该装置可以包含两个或更多个模块,例如,能够促使流体从皮肤抽取到储存储器中的第一模块以及包含该储存模块的第二模块。在一些情况下,包含储存储器的模块可以从装置移除。
作为另一个示例,该装置可以包括可彼此手动分离的至少两个模块,其包括包含真空室的第一模块和包含诸如本文所述的那些的其它部件的第二模块。在一些实施例中,模块可以在不使用工具的情况下是可分离的。例如,第二模块可以包括一个或多个部件,例如,流体输送器(例如,针或微针)、涂抹器区域(例如,凹部)、可逆变形的结构(例如,柔性凹形构件)、收集室、传感器、处理器或类似物。作为特定示例,第一模块可以完全地或部分地由真空室限定,并且第一模块可以在使用期间或在使用之间被移除和用新的真空室替换。因此,例如,当期望从受试者抽取血液或其它体液时,第一模块可以被插入装置中,并且任选地用于促使从受试者的皮肤抽取血液。
在一组实施例中,第一模块可以是基本圆柱形的,并且在一些实施例中,第一模块可以是VacutainerTM管、VacuetteTM管或其它可商购的真空管,或其它真空源,例如,本文描述的。在一些实施例中,所使用的VacutainerTM或VacuetteTM管可以具有不超过约75mm或约100mm的最大长度和不超过约16mm或约13mm的直径。在某些实施例中,该装置还可以包含能够将此类管保持或固定在装置上的适配器,例如,夹子。在本文中详细地讨论了适配器的其它示例。在一些情况下,该装置可以具有模仿VacutainerTM或VacuetteTM管的形状或几何形状,例如,具有上述尺寸的管。在一些实施例中,该装置是基本圆柱形对称的。
然后,可以将抽取的流体送到临床和/或实验室环境,例如,用于分析。在一些实施例中,整个装置可以被送到临床和/或实验室环境;然而,在其它实施例中,仅装置的一部分(例如,包含容纳有流体的储存储器的模块)可以被送到临床和/或实验室环境。在一些情况下,可以使用任何合适的技术(例如,通过邮寄、手工等)运送流体。在一些情况下,受试者可以在临床访问时将流体给予适当的人员。例如,医生可以开出如上所述的装置以用于供受试者使用,并且在下一次看医生时受试者可以向医生提供抽取的流体,例如,包含在装置或模块内的流体。
一个方面涉及一种适配器,所述适配器能够将装置定位在设计成包含VacutainerTM管或VacuetteTM管的设备中。在一些情况下,VacutainerTM或VacuetteTM管尺寸具有不超过约75mm或约100mm的最大长度和不超过约16mm或约13mm的直径。在一些情况下,适配器会能够将装置固定在其中,例如,用于后续使用或处理。在一些情况下,该装置可以具有不超过约50mm的最大横向尺寸和/或不超过约10mm的当装置应用于受试者时从受试者的皮肤延伸的最大竖直尺寸。该装置可以使用任何合适的技术被包含在适配器内,例如,使用夹子、弹簧、支架、带子或对存在于适配器内的装置施加力。
根据一个方面,该装置具有相对小的尺寸。例如,在一些实施例中,该装置可以具有不超过约25cm、不超过约10cm、不超过约7cm、不超过约6cm、不超过约5.5cm、不超过约5cm、不超过约4.5cm、不超过约4cm、不超过约3.5cm、不超过约3cm、不超过约2cm或不超过约1cm的最大横向尺寸(例如,平行于皮肤)。在一些情况下,该装置可以具有介于约0.5cm和约1cm之间、介于约2cm和约3cm之间、介于约2.5cm和约5cm之间、介于约2cm和约7cm之间等的最大横向尺寸。
在一些实施例中,该装置是相对轻量的。例如,该装置的质量可以不超过约1kg、不超过约300g、不超过约150g、不超过约100g、不超过约50g、不超过约30g、不超过约25g、不超过约20g、不超过约10g、不超过约5g或不超过约2g。例如,在各种实施例中,该装置具有介于约2g和约25g之间的质量、介于约2g和约10g之间的质量、介于10g和约50g之间的质量、介于约10g和约50g之间的质量、介于约30克和约150克之间的质量,等等。
在其它实施例中,这些和/或其它尺寸的组合也是可能的。作为非限制性示例,该装置可以具有不超过约5cm的最大横向尺寸、不超过约1cm的最大竖直尺寸和不超过约25g的质量;或者该装置可以具有不超过约5cm的最大横向尺寸、不超过约1cm的最大竖直尺寸和不超过约25克的质量;等等。作为额外的非限制性示例,该装置可以具有以下尺寸:不超过2.0cm×3.1cm×5.7cm(高×宽×长)、不超过2.5cm×3.5cm×6.0cm、不超过约1.5cm×4.2cm×4.7cm、不超过2.0cm×4.5cm×5.0cm、不超过100mm×50mm×100mm、不超过150mm×100mm×150mm、不超过200mm×100mm×200mm等。
在一些实施例中,该装置的尺寸可以被设计为使得该装置是可穿戴的和/或能够由受试者携带。例如,该装置可以是自包含的,不需要电线、电缆、管、外部结构元件或其它外部支撑件。该装置可以被定位在受试者的任何合适的位置上,例如,手臂或腿部、背部、腹部等。
在一些实施例中,该装置可以连接到外部设备以用于确定该装置的至少一部分、从该装置移除的流体、怀疑存在于该流体内的分析物或类似物。例如,该装置可以连接到外部分析设备,以及从该装置移除的流体以用于以后分析,或者可以例如通过将一个或多个反应实体添加到该装置例如添加到储存室或添加到该装置内的分析室而在该装置内原位分析该流体。例如,在一个实施例中,外部设备可以具有用于与装置上的端口或其它合适表面配合的端口或其它合适表面,并且可以使用任何合适的技术例如使用真空或压力等从装置移除血液或其它流体。血液可以通过外部设备移除,并且任选地以某种方式被储存和/或分析。例如,在一组实施例中,该装置可以包括用于从装置移除流体(例如,血液)的出口端口。在一些实施例中,容纳在装置中的储存室内的流体可以从装置移除并且被储存以用于以后使用或在装置的外侧分析。在一些情况下,出口端口可以与流体输送器分离。
在一方面中,该装置可以与外部设备有接口,所述外部设备能够确定容纳在该装置中(例如,在如本文讨论的储存室内)的流体内的分析物。例如,该装置可以被安装在外部保持器上,该装置可以包括用于将流体输送出该装置的端口,该装置可以包括用于询问容纳在该装置内的流体的窗口或类似物。
在一些实施例中,该装置可以连接到外部设备以用于确定该装置的至少一部分、从该装置移除的流体、怀疑存在于该流体内的分析物或类似物。例如,该装置可以连接到外部分析设备,以及从该装置移除的流体以用于以后分析,或者可以例如通过将一个或多个反应实体添加到该装置例如添加到储存室或添加到该装置内的分析室而在该装置内原位分析该流体。例如,在一个实施例中,外部设备可以具有用于与装置上的端口或其它合适表面配合的端口或其它合适表面,并且可以使用任何合适的技术例如使用真空或压力等从装置移除血液或其它流体。血液可以通过外部设备移除,并且任选地以某种方式被储存和/或分析。例如,在一组实施例中,该装置可以包括用于从装置移除流体(例如,血液)的出口端口。在一些实施例中,容纳在装置中的储存室内的流体可以从装置移除并且被储存以用于以后使用或在装置的外侧分析。在一些情况下,出口端口可以与流体输送器分离。例如,出口端口可以与真空室流体连通,所述真空室在一些情况下也可以用作流体储器。用于从装置移除血液或其它流体的其它方法包括但不限于使用真空管线、移液管移除、通过隔膜而不是通过出口端口提取或类似方法。在一些情况下,该装置还可以被定位在离心机中并且承受各种g力(例如,承受至少50g的向心力),例如,促使出现在装置内的流体内的细胞或其它物质分离。
在一些情况下,该装置可以包括用于递送至受试者的药物或治疗剂。例如,药物可以包括抗炎化合物、镇痛剂或抗组织胺化合物。抗炎化合物的示例包括但不限于NSAID(非甾体抗炎药),例如,阿司匹林、布洛芬或萘普生。镇痛剂的示例包括但不限于苯佐卡因、氨苯丁酯、地布卡因、利多卡因、羟丁卡因、奥布卡因、普莫卡因、丙美卡因、丙氧间卡因、丁卡因、对乙酰氨基酚、NSAID(例如,乙酰水杨酸、水杨酸、双氯芬酸、布洛芬)或类鸦片药物(吗啡或鸦片)等。抗组织胺化合物的示例包括但不限于氯马斯汀、苯海拉明、多西拉敏、氯雷他定、地氯雷他定、非索非那定、非尼拉敏、西替利嗪、依巴斯汀、异丙嗪、扑尔敏、左西替利嗪、奥洛他定、奎硫平、氯苯甲嗪、茶苯海明、恩布拉敏、二甲茚定、右旋氯苯吡胺、维生素C、西咪替丁、法莫替丁、雷尼替丁、尼扎替丁、罗沙替丁或拉夫替丁。可以使用的治疗剂的其它具体的非限制性示例包括但不限于生物制剂,例如促红细胞生成素(“EPO”)、α-干扰素、β-干扰素、γ-干扰素、胰岛素、吗啡或其它止痛药、诸如单克隆抗体的抗体或类似物。
如上所述,该装置可以包括用于稳定从皮肤抽出的流体的抗凝血剂或稳定剂。作为具体的非限制性示例,抗凝血剂可以用于从皮肤抽取的血液。例如,抗凝血剂或稳定剂可以存在于装置的储存室内。
抗凝血剂的示例包括但不限于肝素、柠檬酸盐、草酸盐或乙二胺四乙酸(EDTA)。其它试剂可以与抗凝血剂结合使用或代替抗凝血剂,例如,诸如溶剂的稳定剂、稀释剂、缓冲剂、螯合剂、抗氧化剂、粘合剂、防腐剂、抗微生物剂或类似物。防腐剂的示例包括例如苯扎氯铵、氯丁醇、对羟苯甲酸酯或硫柳汞。抗氧化剂的非限制性示例包括抗坏血酸、谷胱甘肽、硫辛酸、尿酸、胡萝卜素、α-生育酚、泛醇,或诸如过氧化氢酶、超氧化物歧化酶或过氧化物酶的酶。微生物的示例包括但不限于乙醇或异丙醇、叠氮化物或类似物。螯合剂的示例包括但不限于及乙二醇四醋酸或乙二胺四乙酸。缓冲剂的示例包括磷酸盐缓冲剂,例如,本领域的普通技术人员已知的那些。
该装置可以与镇痛剂或其它改变或抑制感觉的药剂一起使用。例如,可以在递送和/或抽出液体之前或期间将镇痛剂例如苯佐卡因、氨苯丁酯、地布卡因、利多卡因、奥布卡因、普莫卡因、丙美卡因、丙氧间卡因或丁卡因施加到皮肤上,或者可以施加另一种遮蔽剂,例如,引起灼烧感的药剂,例如,辣椒素或类辣椒素分子,例如,二氢辣椒素、降二氢辣椒碱、高二氢辣椒碱、高辣椒碱或香草壬酰胺。镇痛剂的其它示例包括但不限于对乙酰氨基酚、NSAID(例如,乙酰水杨酸、水杨酸、双氯芬酸、布洛芬)或类鸦片药物(吗啡或鸦片)等。
镇痛剂或其它药剂可以使用任何合适的技术例如使用装置或单独地施加到皮肤。镇痛剂或其它药剂可以自动地或在装置激活时施加到皮肤,如本文所讨论的。例如,镇痛剂或其它药剂可以在皮肤暴露于流体输送器之前和/或之后被递送至皮肤(例如,经由来自容纳有镇痛剂或其它药剂的室的微流体通道),如本文所讨论的。在一些情况下,镇痛剂或其它药剂可以例如通过喷嘴喷洒在皮肤上。在另一个实施例中,海绵、纱布、棉签、膜、过滤器、垫或其它吸收性材料可以施加到皮肤(例如,通过装置)以将镇痛剂或其它药剂施加到皮肤,例如,施加到存在于皮肤上的血液或其它体液。在一些情况下,流体输送器可以穿过材料。例如,在将装置应用于皮肤时,该装置的一部分(例如,盖)可以运动,从而将皮肤暴露于容纳在装置内的材料,所述材料包含待施加到皮肤的镇痛剂或其它药剂。在一些情况下,可以使诸如刷子、垫子或海绵之类的涂抹器在皮肤的表面上运动,以将镇痛剂或其它药剂施加到皮肤。例如,该装置可以使涂抹器横过皮肤的表面运动。
在一方面中,该装置可以包括用于对受试者的皮肤的至少一部分(例如,递送和/或抽出流体的皮肤的区域)消毒的系统。该区域可以在任何合适的时间被消毒。例如,可以在将流体递送至受试者的皮肤和/或皮下和/或从受试者的皮肤和/或皮下抽出流体之前、期间和/或之后对该区域进行消毒。在一些实施例中,对皮肤消毒的系统可以被形成为装置的成一体部分;然而,在其它实施例中,该系统可以被包含在可连接和/或可拆卸到装置的其余部分的模块(例如,装置内的其它模块)内。例如,在各种实施例中,该装置可以包含消毒模块,所述消毒模块可以任选地从该装置移除和/或用新的消毒模块替换。
如本文所使用的,“消毒”是指存在于皮肤的表面上的微生物的至少一些被杀死和/或灭活(例如,呈现无感染性)。可以存在的微生物包括例如细菌(例如,丙酸杆菌属、棒状杆菌属、葡萄球菌属和/或链球菌属等)、真菌、病毒(例如,冠状病毒,诸如SARS-CoV-2)、或类似物。然而,应当理解,皮肤可以被“消毒”而不必100%杀死在正被消毒的区域中存在于皮肤上的微生物。例如,消毒系统可以高效杀死和/或灭活微生物的至少25%、至少50%或至少75%或通过杀死和/或灭活微生物的1个对数、2个对数、3个对数或4个对数,其中“对数”是活性微生物的数量减少了10倍。
在一组实施例中,该装置包含含有消毒剂的流体,并且该流体被施加到皮肤。流体可以被自动地或在装置激活时被施加到皮肤,如本文所讨论的。例如,流体可以在皮肤暴露于流体输送器之前和/或之后被递送至皮肤(例如,经由来自容纳有流体的室的微流体通道),如本文所讨论的。在一些情况下,流体可以例如通过喷嘴喷洒在皮肤上。在另一个实施例中,海绵、纱布、棉签、膜、过滤器、垫或其它吸收性材料可以施加到皮肤(例如,通过装置)以对皮肤消毒。在一些情况下,流体输送器可以穿过材料。作为另一个示例,该装置的一部分(例如,盖)可以运动,从而将皮肤暴露于容纳在装置内的含有消毒剂的材料。在一些情况下,可以使诸如刷子、垫子或海绵之类的涂抹器在皮肤的表面上运动以对皮肤消毒。例如,该装置可以使涂抹器横过皮肤的表面运动。
在一组实施例中,消毒剂是液体、凝胶或泡沫和/或被容纳在液体、凝胶或泡沫中。消毒剂可以是能够对皮肤消毒的任何合适的试剂,例如,过氧化物(例如,H2O2)、漂白剂、醇(例如,乙醇、异丙醇等)、n-丙醇、三氯生、苯扎氯铵、碘酊(例如,含有2%至7%的碘化钾或碘化钠以及溶解于乙醇和水的混合物中的元素碘)、聚维酮碘(例如,必妥碘)、葡萄糖酸氯己定或肥皂(例如,普通肥皂,诸如液体肥皂)或类似物。然而,在另一组实施例中,消毒剂可以采用辐射源的形式,例如,紫外线辐射。
其它方面涉及一种套件,所述套件包括一个或多个诸如先前讨论的装置。该套件可以包括包装或组件,所述包装或组件包括如本文所述的装置中的一个或多个和/或与这样的装置相关联的其它部件,例如,如先前所述的。例如,在一组实施例中,套件可以包括装置和用于与装置一起使用的一个或多个成分。套件的成分中的每个(如果存在的话)可以以液体形式(例如,在溶液中)或以固体形式(例如,干粉)提供。在某些情况下,成分中的一些可以例如通过添加合适的溶剂或其它种类(其可以随套件一起提供或可以不随套件一起提供)是可构成的或以其它方式可处理的(例如,活性形式)。其它成分或组分的示例包括但不限于溶剂、表面活性剂、稀释剂、盐、缓冲剂、乳化剂、螯合剂、填充剂、抗氧化剂、粘合剂、膨胀剂、防腐剂、干燥剂、抗菌剂、针、注射器、包装材料、管、瓶、烧瓶、烧杯、盘、熔块、过滤器、环、夹子、包裹物、贴片、容器、胶带、粘合剂和类似物,例如,用于使用、管理、改性、组装、储存、包装、制备、混合、稀释和/或保存用于特定用途的成分和组分,例如,至样本和/或受试者。
在一些情况下,套件可以包括任何形式的指令,其以由本领域的普通技术人员将认识到指令待与装置相关联的方式来与装置结合提供。例如,指令可以包括用于使用、改性、储存、运送、修理、拆卸等装置的指令。在一些情况下,指令还可以包括成分和/或与套件相关联的其它成分的使用、改性、混合、稀释、保存、给药、组装、储存、包装和/或制备。在一些情况下,指令还可以包括用于递送和/或施用装置的指令,例如,用于例如对受试者的特定用途。指令可以以可识别为用于包含此类指令的合适载体的任何形式提供,例如,书面的或公开的、口头的、可听的(例如,电话)、数字的、光学的、视觉的(例如,录像带、DVD等)或以任何方式提供的电子通信(包括互联网或基于网络的通信)。
在一些实施例中,流体接收装置可以包括通常旨在将血液分离成血浆或血清的特征部以及例如在真空或减压下富含血细胞的部分。例如,一种装置可以将血液(或其它合适的体液)吸入装置中和/或通过膜,例如,分离膜。在一些实施例中,膜用于将血液分离成由血浆或血清形成的第一部分和浓缩在血细胞中的第二部分。
在一些情况下,该装置可以用于将相对少量的血液分离成血浆或血清以及浓缩在血细胞中的部分。例如,少于约10毫升、少于约5毫升、少于约3毫升、少于约2毫升、少于约1.5毫升、少于约1毫升、少于约800微升、少于约600微升、少于约500微升、少于约400微升、少于约300微升、少于约200微升、少于约100微升、少于约80微升、少于约60微升、少于约40微升、少于约20微升、少于约10微升或少于约1微升的血液被接收到装置中并且在装置内分离。然后,血浆或血清可以例如使用针移除血浆或血清的至少一部分来从装置回收,并且经受各种诊断或测试协议,例如,用于检测感染、糖尿病(例如,糖)、AIDS(例如,HIV)、癌症(例如,前列腺特异性抗原)或其它适应症。在一些实施例中,与通常用于血浆置换术的机器(例如,透析机)相比,该装置可以是相对小的。例如,该装置可以是手持式的或者例如使用粘合剂被施加到受试者的皮肤,如下文所讨论的。在一些实施例中,该装置可以是自包含的,即,使得该装置能够用于从受试者抽出血液(或其它体液)并且将其分离以产生血浆或血清,而无需外部连接,例如,外部真空源、外部电源或类似物。例如,在该装置内的真空源(例如,真空室)可以用于横过分离膜抽吸血液以产生血浆或血清。
此外,在某些实施例中,该装置能够高效地产生相对少量的血浆或血清,而不需要相对大量的血液和/或不需要离心机来从所接收的血液产生血浆或血清。在一些情况下,由该装置产生的血浆或血清的至少约30%、至少约40%、至少约50%、至少约60%、至少约70%、至少约80%或至少约90%可以从装置接收,例如,用于随后的测试或诊断。相比之下,在需要血浆或血清的样本的许多现有技术中,例如,为了诊断或测试目的,将相对大量的血液从受试者接收到试管中(例如,具有至少2ml、至少4ml、至少6ml或至少约10ml的容积,例如在VacutainerTM(Becton,Dickinson and company)或VacuetteTM(Greiner Bio-OneGmBH)系统中),然后试管被处理(例如,经由离心)将血液与血浆或血清分离。然后,为了诊断或测试目的,从试管移除血浆或血清的一部分;然而,在试管内的剩余的血浆或血清不需要用于后续的测试或诊断,并且实质上被浪费掉。另外地,在一些实施例中,可以在装置内在不使用抗凝血剂的情况下产生血清,但是在其它实施例中,该装置可以包含抗凝血剂以产生血浆。在一些实施例中,膜和/或储存室可以包含抗凝血剂以产生血浆。或者,如果在装置中不存在抗凝血剂,则流经分离膜进入储存室中的流体不含血细胞并且将最终在储存室中凝结,从而产生液体组分,其也称为血清。这种血清可以经由抽吸或其它合适的方法从储存室中收集,将血凝块留在储存室中。因此,依据抗凝血剂的存在与否,本文描述的许多实施例可以用于产生血浆或血清。
如上所述,在一方面中,从受试者接收到装置中的血液可以在装置内通过使血液或其至少一部分穿过分离膜或可渗透流体的但对细胞是基本不可渗透的膜而在装置内分离以形成血浆或血清。分离膜可以是能够将穿过其的血液分离成富含血浆或血清的第一部分(穿过膜)和浓缩在血细胞中的第二部分(被膜排斥)的任何膜。在一些情况下,分离膜在使用期间可以具有至少约5%、至少约10%、至少约20%、至少约40%、至少约50%、至少约55%或至少约60%的分离效率(分离效率是相对于全血的起始量的穿过膜的血浆和血清的量)。
在一组实施例中,分离膜被选择为使其孔隙尺寸小于血液中所含的血细胞(其包括红细胞和白细胞)的平均或有效直径。例如,分离膜的孔隙尺寸可以小于约30μm、小于约20μm、小于约10μm、小于约8μm、小于约6μm、小于约4μm、小于约3μm、小于约2μm、小于约1.5μm、小于约1μm、小于约0.5μm等。作为具体的非限制性示例,孔隙尺寸可以介于约0.5μm和约2μm之间或介于约0.5μm和约1μm之间。此外,在一些实施例中,分离膜可以具有小于约1mm、小于约750μm、小于约500μm、小于约400μm、小于约350μm、小于约300μm、小于约250μm或小于约200μm的厚度。
分离膜可以由任何合适的材料形成。例如,在一些实施例中,分离膜可以由促进血栓溶解或抑制凝块形成的材料(例如,聚酯)形成,和/或分离膜可以由生物相容性材料或至少一种在暴露分离膜的血液内不引起主动凝血反应的材料形成和/或涂覆。作为具体的非限制性示例,分离膜可以包含玻璃(例如,玻璃纤维)和/或聚合物(例如,聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯、聚(2-甲氧基乙基丙烯酸酯))和/或硝化纤维素等或由其形成。在一些实施例中,所述膜可以包括共聚物,例如,接枝共聚物(例如,聚(丙烯-接枝-2-甲氧基乙基丙烯酸酯)),例如,包括这些聚合物和/或其它合适的聚合物中的任何一种或更多种。在一些情况下,分离膜可以是不对称的,例如,根据由血液穿过分离膜以产生血浆的方式而具有不同的分离效率。许多这样的分离膜可以容易地在商业上获得,例如,颇尔鲜活(Pall Vivid)血浆分离膜(GF、GX和GR),以及其它商业上可得的分离膜。
在使用期间,使用合适的驱动力(例如,真空或其它减压,如本文所讨论的)以使血液运动来使血液朝向分离膜运动。血液的流体部分能够穿过分离膜以在膜的一侧上形成血浆或血清,而血液的其它部分(例如,红细胞和白细胞)被膜排斥并且从而形成变得集中在血细胞中的部分。例如,根据某些实施例,如果不存在抗凝血剂的话,则可以产生血清。血液的任一部分或两个部分可以被收集在例如适当的储存室中,以用于进一步使用、分析、储存等,如本文所讨论的。
在一些实施例中,流体接收装置可以包括通常针对用于吸收血液和/或其它体液的基底的特征部,例如,血斑膜。因此,在一些实施例中,血斑可以在血斑膜上产生。在这些情况下,该装置内的通道相对于血斑膜的容积可以具有较小的容积,所述血斑膜可以是非常多孔的并且可以收集流体。在某些实施例中,血斑膜用于收集流体。在一些情况下,血斑膜不用于分离细胞/血浆(如与本文讨论的分离膜相反)。流体可以填充血斑膜的全部或部分。在一些实施例中,第二疏水性膜可以被定位在收集膜的顶部上。一旦流体接触疏水性膜,流体收集就会停止。血斑膜可以保持在装置中待干燥,并且然后可以从装置移除。在一些实施例中,血斑膜可以从装置移除并且在装置外部干燥。在一些情况下,膜未被干燥。如果使用真空将血液朝向血斑膜抽吸,则至少在一些实施例中可以在从装置移除血斑膜之前释放真空。
在一组实施例中,基底被容纳在装置内以用于从受试者的皮肤接收血液。以下详细地讨论此类装置的示例以及能够包含用于吸收血液和/或其它体液的基底的此类装置的细节。
在一组实施例中,用于吸收血液的基底可以包括纸,例如,其能够吸收由装置接收的血液或其它体液。基底会能够部分地或完全地吸收与其接触的任何血液(或其它体液)。例如,基底可以包括滤纸、纤维素滤器、棉基纸,其例如由纤维素滤器、棉纤维(例如,棉绒)、玻璃纤维或类似物制成。可商购的具体的非限制性示例包括Schleicher&Schuell 903TM或Whatman 903TM纸(Whatman 903TM标本收集纸)(Whatman International Limited,Kent,UK)或Ahlstrom226标本收集纸(Ahistrom Filtration LLC,Mount Holly Springs,PA)。在一些实施例中,纸可以是按照CLSI(临床和实验室标准协会)LA4-A5共识标准的要求验证的纸。然而,代替纸和/或除纸之外,其它材料也可以用于吸收血液的基底。例如,用于吸收血液(或其它体液)的基底可以包括纱布、布、纸板、泡沫、泡沫板、纸板、聚合物、凝胶或类似物。在一些情况下,吸收性基底的表面积可以为至少约0.001m2/g、至少约0.003m2/g、至少约0.005m2/g、至少约0.01m2/g、至少约0.03m2/g、至少约0.05m2/g、至少约0.1m2/g、至少约0.3m2/g、至少约0.5m2/g或至少约1m2/g。在一些情况下,吸收性基底的表面积可以为约100m2/g至约200m2/g或约150m2/g至约200m2/g。
血液(或其它体液)可以被吸收到基底中,使得血液变得被嵌入形成基底的纤维或其它材料内,和/或使得血液变得被嵌入形成基底的纤维或其它材料之间的空间中。例如,血液可以被机械地和/或化学地(例如,经由凝结和/或与形成基底的纤维或其它材料的反应)保持在基底内或基底上。
在一些情况下,基底会吸收相对少量的血液。例如,少于约1毫升、少于约800微升、少于约600微升、少于约500微升、少于约400微升、少于约300微升、少于约200微升、少于约100微升、小于约80微升、少于约60微升、少于约40微升、少于约30微升、少于约20微升、少于约10微升或少于约1微升的血液可以被吸收到基质中。
基底可以是任何形状或尺寸。在一些实施例中,基底可以是基本圆形的,但是在其它实施例中,其它形状也是可能的,例如,正方形或矩形。基底可以具有任何合适的面积。例如,在一些实施例中,基底可以足够大以包含血液(例如,上述体积的血液)的仅一个斑点或多于一个的斑点。例如,基底的面积可以不超过约1cm2、不超过约3cm2、不超过约5cm2、不超过约7cm2、不超过约10cm2、不超过约30cm2、不超过约50cm2、不超过约100cm2、不超过约300cm2、不超过约500cm2、不超过约1000cm2或不超过约3000cm2
在一些实施例中,“标签”或手柄或其它单独的部分可以存在于基底上或接近于基底,例如,以促进对所吸收的血液或其它体液的分析和/或操作。手柄可以是可以用于操纵基底的任何部分。例如,可以使用手柄以从装置移除基底来用于后续的运送和/或分析,例如,而不需要人碰触血斑本身以便操纵基底。手柄可以由基底和/或不同材料形成,例如,塑料、纸板、木材、金属等。在一些情况下,手柄可以包围基底的全部或至少一部分。
在某些实施例中,基底可以包括稳定剂或其它试剂,例如,用于稳定和/或处理基底中的血液。稳定剂的非限制性示例包括螯合剂、酶抑制剂或裂解剂。螯合剂的示例包括但不限于EDTA(乙二胺四乙酸)或二巯基丙醇。酶抑制剂的示例包括但不限于蛋白酶抑制剂(例如,抑肽酶、苯丁抑制素、钙蛋白酶抑制剂I和II、糜蛋白酶抑制剂、E-64、亮抑酶肽或N-乙酰基-L-亮氨酰-L-亮氨酰-L-精氨酸、α-2-巨球蛋白、Pefabloc SC、胃蛋白酶抑制剂、PMSF或苯甲基磺酰氟、TLCK、胰蛋白酶抑制剂等)或逆转录酶抑制剂(例如,齐多夫定、去羟肌苷、扎西他滨、司他夫定、拉米夫定、阿巴卡韦、恩曲他滨等)。裂解剂的非限制性示例包括蒸馏水或硫氰酸胍。
以下申请每个也都通过引用整体并入本文:美国专利申请序列No.62/842,303;No.62/880,137;No.62/942,540;No.62/948,788;和No.62/959,868。
虽然已经参考各种说明性实施例描述了本公开的各方面,但是这些方面不限于所描述的实施例。因此,明显的是,所描述的实施例的许多替代方案、修改方案和变型方案对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此,如本文中阐述的实施例旨在是说明性的而非限制的。能够在不脱离本公开的方面的精神的情况下进行各种改变。

Claims (76)

1.一种用于从受试者接收流体的装置,所述装置包括:
装置致动器;
一个或多个流动促动器,其被配置为促使流体从所述受试者释放;
真空源;
支撑件,其具有侧壁;和
接口,其被配置为接触所述受试者的皮肤,所述接口限定开口,通过所述开口从所述受试者接收流体,
其中,所述接口的至少一部分能相对于所述支撑件的所述侧壁运动。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述接口由第一材料制成,并且所述支撑件的所述侧壁由第二材料制成,所述第一材料的杨氏模量低于所述第二材料的杨氏模量。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其中,所述接口包括主体和第一段,所述第一段通过与所述主体相比具有减小的横截面积的区域连接到所述主体,其中,所述区域允许所述第一段相对于所述主体运动,并且其中,所述第一段能相对于所述支撑件的所述侧壁运动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其中,所述开口的直径小于所述支撑件的所述侧壁的最大直径。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中,所述侧壁形成圆柱形形状。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,其中,所述侧壁形成漏斗形状。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置,其中,所述接口包括远侧表面,所述远侧表面被配置为接触所述受试者的皮肤,并且所述侧壁包括远侧端部,其中,所述接口的所述远侧表面的表面积大于所述侧壁的所述远侧端部的表面积。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置,其中,所述接口被附接到所述侧壁。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置,其中,所述接口由硅树脂制成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置,其中,所述接口由热塑性弹性体制成。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置,其中,所述接口具有水平部分和竖直部分,其中,所述水平部分能相对于所述支撑件运动。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置,其中,所述接口具有水平部分和C状部分,所述C状部分将所述接口从所述支撑件过渡到所述接口的所述水平部分。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置,其中,所述接口包括水平形状,所述水平形状在所述开口处具有圆角。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置,其中,所述接口包括L状形状,所述L状形状具有竖直部分和水平部分。
15.根据权利要求14所述的装置,其中,颈部部分将所述竖直部分连结到所述水平部分,所述颈部部分的宽度小于所述竖直部分的宽度和所述水平部分的宽度。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的装置,其中,所述真空源包括真空球状物,当所述真空球状物从较小体积扩展到较大体积时,所述真空球状物产生真空。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的装置,还包括储存室,所述储存室被配置为储存被接收到所述装置中的流体。
18.根据权利要求17所述的装置,其中,所述储存室能从所述装置移除。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的装置,其中,所述流动促动器包括针。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的装置,其中,所述流动促动器包括刀片。
21.一种用于从受试者接收流体的装置,所述装置包括:
壳体,所述壳体包括入口侧壁,所述入口侧壁限定开口以将流体接收到所述壳体中;
装置致动器;
一个或多个流动促动器,其被配置为促使流体从所述受试者释放;和
接口,其被配置为接触所述受试者的皮肤,
其中,所述接口包括远侧表面,所述远侧表面被配置为接触所述受试者的皮肤,并且所述入口侧壁包括远侧端部,其中,所述入口侧壁的所述远侧表面的表面积大于所述入口侧壁的所述远侧端部的表面积。
22.根据权利要求21所述的装置,其中,所述接口的一部分从所述入口侧壁径向向内地延伸。
23.根据权利要求22所述的装置,其中,所述接口包括孔,通过所述孔接收流体,其中,所述接口的所述孔的直径小于所述入口侧壁的所述开口的直径。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的装置,其中,所述流动促动器包括针。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的装置,其中,所述流动促动器包括刀片。
26.一种用于从受试者接收流体的装置,所述装置包括:
装置致动器;
一个或多个流动促动器,其被配置为促使流体从所述受试者释放;
真空源;和
接口,其被配置为接触所述受试者的皮肤,所述接口限定开口,通过所述开口从所述受试者接收流体,所述接口具有侧壁,所述侧壁包括漏斗形状。
27.根据权利要求26所述的装置,还包括在所述入口侧壁的至少一部分上的润滑剂。
28.根据权利要求27所述的装置,其中,所述润滑剂包括凡士林。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的装置,其中,所述流动促动器包括针。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的装置,其中,所述流动促动器包括刀片。
31.一种用于从受试者接收流体的装置,所述装置包括:
装置致动器;
一个或多个流动促动器,其被配置为促使流体从所述受试者释放;
真空源,其包括由第一材料制成的柔性圆顶;和
外壳,所述外壳由第二材料制成,所述第二材料的杨氏模量高于所述第一材料的杨氏模量,所述装置致动器能相对于所述外壳运动,
其中,所述装置致动器相对于所述外壳的运动促使所述柔性圆顶压缩。
32.根据权利要求31所述的装置,其中,所述外壳包括开口,所述装置致动器的至少一部分延伸穿过所述开口。
33.根据权利要求32所述的装置,其中,所述装置致动器包括用户接触部分和杆,其中,所述杆延伸穿过所述外壳的所述开口。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的装置,其中,所述柔性圆顶在压缩之前具有第一形状并且在压缩期间具有第二形状,并且当所述柔性圆顶不再经受压缩时,所述柔性圆顶被偏置以返回到其第一形状。
35.根据权利要求34所述的装置,其中,所述柔性圆顶从所述第二形状到所述第一形状的返回产生真空。
36.根据权利要求35所述的装置,还包括单向通气孔,所述单向通气孔在所述柔性圆顶从所述第一形状压缩到所述第二形状期间允许空气运动穿过所述通气孔,但是在所述柔性圆顶从所述第二形状返回到所述第一形状期间防止空气运动穿过所述通气孔。
37.根据权利要求31至36中任一项所述的装置,其中,所述柔性圆顶包括壁,所述壁具有缩进的圆周肩部。
38.根据权利要求31至37中任一项所述的装置,还包括棘齿机构,所述棘齿机构阻止所述装置致动器在远离所述柔性圆顶的方向上相对于所述外壳运动。
39.根据权利要求38所述的装置,其中,所述棘齿机构包括棘齿和棘爪。
40.根据权利要求39所述的装置,其中,所述棘爪被附接到所述外壳,并且所述棘齿被附接到所述装置致动器。
41.根据权利要求40所述的装置,其中,所述装置致动器包括用户接触部分和杆,并且所述棘齿位于所述杆上。
42.根据权利要求40或41所述的装置,其中,所述外壳包括开口,所述装置致动器的至少一部分延伸穿过所述开口,并且所述棘爪位于所述开口中。
43.根据权利要求39至42所述的装置,其中,所述棘齿包括多个齿和第一齿,所述用户接触部分离所述第一齿比离所述多个齿更远,其中,所述第一齿相对于所述多个齿在方向上是反向的。
44.根据上述权利要求中任一项所述的装置,还包括收回致动器和刺穿组件,所述刺穿组件包括部署致动器和所述一个或多个流动促动器,所述刺穿组件能在部署方向上朝向所述开口运动,所述收回致动器在所述刺穿组件朝向所述开口运动期间被压缩。
45.根据权利要求44所述的装置,其中,在所述刺穿组件朝向所述开口运动期间,所述部署致动器储存势能。
46.根据权利要求44或45所述的装置,其中,在所述刺穿组件与用户的皮肤接触时,所述部署致动器释放所储存的势能,促使所述一个或多个流动促动器朝向所述用户的皮肤运动并且刺穿所述用户的皮肤。
47.根据权利要求44至46所述的装置,其中,所述收回致动器包括弹簧,所述弹簧具有一个或多个悬臂式螺旋臂。
48.根据权利要求44至47所述的装置,其中,所述刺穿组件还包括导向壳体,所述一个或多个流动促动器在部署期间能运动穿过所述导向壳体的至少一部分,其中,所述导向壳体与所述收回弹簧接触。
49.根据权利要求48所述的装置,其中,在所述收回弹簧压缩期间,所述收回弹簧抵靠所述导向壳体滑动。
50.根据权利要求44、47或49所述的装置,其中,所述收回致动器被附接到所述支撑件。
51.根据权利要求48所述的装置,其中,所述导向壳体包括凹口,所述凹口与所述收回弹簧接触。
52.根据权利要求48至51所述的装置,其中,所述刺穿组件还包括闩锁,所述闩锁与所述导向壳体上的支撑件接合,当所述闩锁被释放时所述闩锁能运动穿过所述导向壳体的至少一部分。
53.根据权利要求52所述的装置,还包括闩锁释放部,其中,所述闩锁释放部运动超过阈值行进距离而使所述闩锁与所述支撑件脱离。
54.根据权利要求52或53所述的装置,还包括闩锁释放部,其中,施加到所述闩锁释放部的致动力超过阈值力而与所述闩锁释放部的行进距离无关地使所述闩锁与所述支撑件脱离。
55.根据权利要求52至54所述的装置,其中,所述导向壳体包括闩锁轨道,所述闩锁轨道引导所述闩锁通过所述导向壳体的线性运动。
56.根据权利要求48至55所述的装置,其中,所述支撑件包括导向壳体轨道,所述导向壳体轨道引导所述导向壳体相对于所述支撑件的线性运动。
57.根据权利要求44至56所述的装置,其中,所述部署致动器包括部署弹簧,并且所述收回致动器包括收回弹簧,并且其中,所述部署弹簧的弹簧常数比所述收回弹簧的弹簧常数更硬。
58.根据权利要求44至57所述的装置,其中,所述部署致动器包括部署弹簧,并且所述收回致动器包括收回弹簧,并且其中,所述部署弹簧和所述收回弹簧被串联布置。
59.根据权利要求44至48所述的装置,其中,所述部署致动器包括部署弹簧,并且所述收回致动器包括收回弹簧,并且其中,所述部署弹簧和所述收回弹簧被并联布置。
60.根据权利要求52至59所述的装置,其中,所述刺穿组件还包括推帽,所述推帽包括接触表面,所述接触表面被配置为接触所述闩锁以释放所述闩锁,当所述推帽朝向所述闩锁运动时所述部署弹簧被压缩在所述推帽和所述闩锁之间,并且其中,所述装置的致动促使所述推帽在部署方向上朝向所述开口运动。
61.根据权利要求60所述的装置,其中,所述导向壳体包括推帽轨道,所述推帽轨道引导所述推帽通过所述导向壳体的线性运动。
62.根据权利要求60或61所述的装置,其中,所述部署弹簧被附接到所述推帽。
63.根据权利要求52至62所述的装置,其中,所述部署致动器包括部署弹簧,并且其中,所述闩锁和所述部署弹簧被成一体地形成为单个部件。
64.根据权利要求52至63所述的装置,还包括闩锁释放部,其中,所述部署致动器包括部署弹簧,并且其中,所述闩锁释放部和所述部署弹簧被成一体地形成为单个部件。
65.根据权利要求52至63所述的装置,还包括闩锁释放部,其中,所述部署致动器包括部署弹簧,并且其中,所述闩锁、所述闩锁释放部和所述部署弹簧被成一体地形成为单个部件。
66.根据权利要求44至65所述的装置,其中,所述部署致动器包括具有波浪形的、非线圈形状的弹簧。
67.根据权利要求48至52中任一项所述的装置,其中,所述导向壳体包括弹簧轨道,所述弹簧轨道接收所述弹簧的至少一部分并且引导所述弹簧通过所述导向壳体的线性运动。
68.根据权利要求52至67所述的装置,其中,所述闩锁具有从所述闩锁的第一臂跨越到所述闩锁的第二臂的闩锁宽度,并且所述部署致动器包括具有波浪形的、非线圈形状的弹簧,所述弹簧具有从所述弹簧的第一弯曲部跨越到所述弹簧的第二弯曲部的弹簧宽度,所述第一弯曲部和所述第二弯曲部面向相反的方向,并且其中,所述弹簧宽度被取向为与所述闩锁宽度垂直。
69.根据上述权利要求中任一项所述的装置,还包括刺穿组件,所述刺穿组件包括部署致动器和所述一个或多个流动促动器,并且所述装置还包括就位止挡件,所述就位止挡件限制所述一个或多个流动促动器的运动距离。
70.根据权利要求69所述的装置,其中,所述就位止挡件包括抵靠接触表面的栓钉。
71.根据权利要求70所述的装置,还包括导向壳体,所述一个或多个流动促动器在部署期间能运动穿过所述导向壳体的至少一部分,其中,所述栓钉被联接至所述部署致动器,并且所述接触表面被联接至所述导向壳体。
72.根据权利要求36所述的装置,其中,所述单向通气孔包括伞形阀。
73.根据权利要求31至36中任一项所述的装置,其中,所述柔性圆顶在压缩的初始阶段期间比在压缩的最终阶段期间更难压缩。
74.一种装置,所述装置包括:
柔性圆顶,所述柔性圆顶在压缩之前具有第一形状并且在压缩期间具有第二形状,并且当所述柔性圆顶不再经受压缩时,所述柔性圆顶被偏置以朝向所述第一形状返回;和
单向通气孔,其中,随着所述柔性圆顶被压缩,空气通过所述单向通气孔离开所述柔性圆顶,
其中,所述柔性圆顶在压缩的初始阶段期间比在压缩的稍后阶段期间更难压缩。
75.根据权利要求74所述的装置,其中,所述柔性圆顶从所述第二形状朝向所述第一形状的返回产生真空。
76.根据权利要求74或75中任一项所述的装置,其中,所述柔性圆顶包括壁,所述壁具有缩进的圆周肩部。
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