DE2346786A1 - Self-sealing injection point for transfusion ducts - is tube of silicone rubber compressed in cylindrical housing - Google Patents
Self-sealing injection point for transfusion ducts - is tube of silicone rubber compressed in cylindrical housingInfo
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Abstract
Description
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
DIpl.-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DIpL-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD ■ Dr. D. GUDELDIpl.-lng. P. WIRTH Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DIpL-lng. G. DANNENBERG Dr. P. WEINHOLD ■ Dr. D. GUDEL
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287014 GtI. ESCHENHEIMER STRASSE 39287014 GtI. ESCHENHEIMER STRASSE 39
14. September 1973 B-346September 14, 1973 B-346
Baxter Laboratories, Inc. Morton Grove, Illinois 60053, U.S.A.Baxter Laboratories, Inc. Morton Grove, Illinois 60053, U.S.A.
Vorrichtung an einer ein strömendes Medium führenden Leitung zum Einbringen einer Injektion in die LeitungDevice on a line carrying a flowing medium for introducing an injection into the line
Für Apparate zur parenteralen Verabreichung von Lösungen, zur Infusion von Lösungen oder Blut durch eine Leitung hindurch, zur Bluttransfusion oder zur Übertraglang von Blut zwischen dem Patienten und einer künstlichen Niere oder einem Blut-Oxygenator v/erden im allgemeinen Vorrichtungen benötigt, bei denen eine Injektionsnadel in die Medium-Leitung zur Abnahme von Proben, Verabfolgung von Medikamenten oder ähnlichem eingeführt werden kann. Es ist wichtig, dass beim Herausziehen der Injektionsnadel kein Auslaufen der Lösung oder des Blutes durch den Nadeleinstich auftritt.For apparatus for parenteral administration of solutions, for the infusion of solutions or blood through a line, for blood transfusion or for transferring blood between the patient and an artificial kidney or a blood oxygenator v / earth generally requires devices in which a hypodermic needle is in the medium line for the removal of Samples, administration of drugs or the like can be introduced. It is important that you pull out the injection needle there is no leakage of the solution or blood through the needle stick.
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Schwierigkeiten können sich durch das Auslaufen von Blut und Lösung insbesondere ergeben, wenn die Zuleitung unter erhöhtem Druck steht, wie es bei bestimmten Arten der Blutoxygenierung oder Leitungen für das Blut bei künstlichen Nieren oder unter Druck vor sich gehender Verabfolgung von parenteralen Lösungen oder Blut an den Patienten der Fall ist. Es ist in solchen Fällen vorgekommen, dass die herkömmlichen Infusionsvorrichtungen, die gewöhnlich Latexschläuche oder Ballons sind, die auf die zugehörigen Schlauchenden aus Vinylkunstharz aufgesteckt sind, von diesen abspringen, so dass das Blut oder die parenterale Lösung herausspritzen. Auch kann in diesen Fällen das Blut oder die parenterale Lösung durch den Nadeleinstich der Injektionsstelle hindurch auslaufen. In ähnlicher Weise kann durch den Nadeleinstich Luft in den Versorgungsschlauch für Blut oder Lösung eindringen, wenn der Schlauch unter vermindertem Innendruck steht.Difficulty can arise from leaking blood and Solution in particular result when the supply line is under increased pressure, as is the case with certain types of blood oxygenation or lines for blood in artificial kidneys or administration of parenteral solutions under pressure or blood to the patient is the case. It has happened in such cases that the conventional infusion devices, which are usually latex tubes or balloons, which are attached to the associated tube ends made of vinyl resin are to jump from these, leaving the blood or parenteral Squirt out solution. Also in these cases the blood can or leak the parenteral solution through the needle stick at the injection site. Similarly, can through the needle puncture air can penetrate into the supply tube for blood or solution if the tube is under reduced Internal pressure.
Die Stellen bzw. Vorrichtungen zum Einbringen einer Injektion (injection sites) in Leitungen für Blut oder parenterale Lösungen bestehen im allgemeinen aus natürlichem Latex, der gute selbst-dichtende Eigenschaften besitzt und somit teilweise die Nachteile der bekannten Ausbildung der Injektionsstellen bzw. -Vorrichtungen auszugleichen strebt. Natürlicher Latex ist jedoch ein Material, das die Thrombosebildung mehr als andere Materialien fördert und ist daher für die Verwendung in Blutströmungsleitungen unerwünscht.The points or devices for introducing an injection (injection sites) into lines for blood or parenteral solutions are generally made of natural latex, which has good self-sealing properties and thus partially the Tends to compensate for the disadvantages of the known design of the injection sites or devices. Natural latex, however, is a material that promotes thrombus formation more than other materials and is therefore for use in blood flow lines undesirable.
Bei der erfindungsgemässen, nachstehend "Injektionsvorrichtung" genannten Vorrichtung, d.h. einer Stelle zum Einbringen einer Injektion in eine Leitung, ist eine zuverlässige Abdichtung der Nadeleinstiche durch Materialien wie Silikonkautschuk und vorzugsweise nicht durch Latex oder andere Materialien vorge-In the device according to the invention, hereinafter referred to as "injection device", i.e. a site for introducing a Injection into a line is a reliable seal of the needle punctures by materials such as silicone rubber and preferably not provided by latex or other materials
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sehen, die eine ausgesprochenere Neigung zur Blutgerinnung oder andere biologische Unverträglichkeiten haben.see who have a more pronounced tendency to clot or have other biological incompatibilities.
Ferner wird durch die Erfindung eine verbesserte und zuverlässigere Injektionsvorrichtung geschaffen, die bei innerem Druck nicht auseinander springt.Furthermore, the invention provides an improved and more reliable Injection device created that does not pop apart under internal pressure.
Bei bekannten Injektionsvorrichtungen aus Latex wurden diese über Vinylharzschläuche oder dergl. gestreckt, während die erfindungsgemässe Nadeleinstech-Vorrichtung nicht gestreckt ist, sondern in einem Gehäuse unter Druck steht und sich an die benachbarten Enden an der übrigen Medium-Leitung anschliesst, wodurch eine zuverlässigere Hochdruck-Injektionsvorrichtung geschaffen wird. Diese Injektionsvorrichtung kann als zusätzlichen Vorteil eine glatte freie Bohrung haben, die keine Ungleichmässigkeiten aufweist, die dazu führen können, das Blut gerinnen zu lassen oder eine ausgesprochene Hämolyse hervorzur rufen. Wegen der nach der Erfindung auftretenden verdichtenden Wirkung (compressive action) können ferner blutverträgliche elastomere Materialien für das Einstichglied benutzt werden, obwohl ihre selbst-abdichtenden Eigenschaften nicht denjenigen der weniger- biologisch verträglichen Latexmaterialien gleichkommen.. In known injection devices made of latex, these were stretched over vinyl resin hoses or the like The needle piercing device is not stretched, but is pressurized in a housing and is attached to the neighboring Ends connected to the rest of the medium line, creating a more reliable high-pressure injection device will. As an additional advantage, this injection device can have a smooth, free bore that does not have any irregularities that can cause the blood to clot or cause pronounced hemolysis call. Because of the compressive action occurring according to the invention, blood-compatible elastomeric materials can be used for the puncture member, although their self-sealing properties are not the same equal to the less biologically compatible latex materials.
Die Injektionsvorrichtung für eine Leitung eines strömenden Mediums weist gemäss der Erfindung ein· Gehäuse und eine Wandung aus elastomerem Material auf, die innerhalb des Gehäuses unter Verdichtungsdruck gehalten wird und einen Teil der Medium-Leitung bildet. Wenn eine Nadel zum Einführen eines Medikaments oder Abziehen einer Flüssigkeitsprobe die elastomere Wandung durchdringt und dann herausgezogen wird, schafft die Verdichtung der elastoineren Wandung eine vollständige Abdichtung des Nadeleinstichs.According to the invention, the injection device for a line of a flowing medium has a housing and a wall made of elastomeric material, which is kept under compression pressure within the housing, and part of the medium line forms. When a needle is used to introduce a drug or withdraw a fluid sample, the elastomeric Wall penetrates and is then pulled out, the compression of the elastoineren wall creates a complete seal of the needle entry.
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Die Injektionsvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass eine wirkungsvolle Abdichtung gegen Drücke in einem weiten Bereich und bei Verwendung von innerhalb eines grossen Bereichs wählbarer elastomerer Materialien erfolgt, -die nach Massgabe der auf die elastomere Wandung ausgeübten verdichtenden Kraft ausgewählt werden.The injection device can be designed so that an effective seal against pressures in a wide range and when using elastomeric materials that can be selected within a large range, -dolled according to the compressive force exerted on the elastomeric wall can be selected.
Vorzugsweise ist die elastomere Wandung aus Silikonkautschuk hergestellt, oder aus ähnlichem biologisch verträglichem, einer Thrombose entgegenwirkenden und elastomeren Material, das sich unter Verdichtung bzw. Zusammenpressung nicht leicht kriecht, d.h. nicht eine dauernde Deformation erfährt.The elastomeric wall is preferably made from silicone rubber, or from a similar biologically compatible one Thrombosis-counteracting and elastomeric material that does not easily creep under compression or compression, i.e. does not experience permanent deformation.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beispielsweise beschrieben, und zwar zeigen:In the following, the invention is described in detail with reference to the drawing, for example, namely show:
Fig. 1 - eine Draufsicht auf eine vorzugsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Leitung für ein strömendes Medium;Fig. 1 - a plan view of a preferred embodiment of the line according to the invention for a flowing medium;
Fig. 2 - in grösserem Maßstab teilweise weggebrochenFig. 2 - partially broken away on a larger scale
und im Schnitt, eine Seitenansicht der Medium-Leitung nach Fig. 1, undand, in section, a side view of the medium line according to FIG. 1, and
Fig. 3 - einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2.3 - a section along the line 3-3 of FIG. 2.
In den Zeichnungen ist eine Medium-Leitung 10 gezeigt. Diese Leitung kann als ein Teil einer Einrichtung verwendet werden, durch die eine Arterie eines Patienten an einen Blut-Oxygenator oder eine künstliche Niere angeschlossen wird, oder sie kann auch als eine Verbindung zwischen dem vorgenannten Oxygenator oder der künstlichen Niere und einer Vene eines Patienten benutzt werden. In ähnlicher Weise kann die Medium-Leitung einenIn the drawings, a medium line 10 is shown. These Conduit can be used as part of a device through which a patient's artery is connected to a blood oxygenator or an artificial kidney is connected, or it can also be used as a connection between the aforementioned oxygenator or the artificial kidney and a vein of a patient. Similarly, the medium line can have a
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- 5 Teil des Blutströmungsweges in einer Organ-Perfusionsvorrich-- 5 part of the blood flow path in an organ perfusion device
tung bilden, z.B. dem VIACELL -Organ-Perfusionssystem, wie es von der Fa. Travenol Laboratories, Inc., Morton Grove, Illinois, verkauft wird.formation, e.g. the VIACELL organ perfusion system, like it sold by Travenol Laboratories, Inc. of Morton Grove, Illinois.
Die Medium-Leitung 10 besitzt elastomere Schläuche 12, 14, die wahlweise am freien Ende mit einem Anschlussflansch 15 versehen sein können, der eine abdichtende, unmittelbar anschliessende Verbindung dieses Endes der Schläuche 12, 14 mit dem Ende eines mit einem ähnlichen Anschlussflansch-Schlauchs mittels eines Kupplungsstücks ermöglicht, und das in der Art im argentinischen Patent 188,952 oder im U.S.Patent 3 456 965 gezeigten Bauart ausgeführt ist.The medium line 10 has elastomeric hoses 12, 14, the can optionally be provided with a connection flange 15 at the free end, which is a sealing, directly adjoining Connection of this end of the hoses 12, 14 to the end of a hose with a similar connection flange by means of a Coupling allows, and the type shown in Argentine Patent 188,952 or U.S. Patent 3,456,965 is executed.
Die Schlauchstücke 12, 14, die vorzugsweise aus nicht-thrombogenem, erweichtem Polyvinylchlorid hergestellt sind, sind an ihren Enden 16, 18 in üblicher Weise durch Lösungsmittel oder Schweissen innerhalb eines rohrförmigen Gehäuses 20 befestigt, das vorzugsweise aus ABS-Harz (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisat) oder einem anderen starken, im allgemeinen starren Kunststoffmaterial hergestellt ist.The tube pieces 12, 14, which are preferably made of non-thrombogenic, Softened polyvinyl chloride are made are at their ends 16, 18 in the usual manner by solvents or Welding fixed within a tubular housing 20, which is preferably made of ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) or some other strong, generally rigid plastic material.
Ein elastomerer Schlauch 22 ist innerhalb der Bohrung des Gehäuses 20 angebracht. Der Schlauch 22 besitzt im nicht-zusammengedrückten Zustand einen Aussendurchmesser, der grosser ist als die Bohrung des Gehäuses 20, so dass der Schlauch 22, wenn er, wie in den Zeichnungen dargestellt, in der Bohrung des Gehäuses 20 angebracht ist, unter radialem Verdichtungsdruck steht. Das Gehäuse 20 kann z.B. einen Aussendurchmesser von 95 mm und einen Innendurchmesser von 76 mm haben. Der Schlauch 22 kann, bevor er innerhalb der Bohrung 20 zusammengedrückt ist, einen Aussendurchmesser von 83,5 mm und einen Innendurchmesser von 53,5 mm haben, woraus sich im unverdichteten Zustand eine WandstärkeAn elastomeric tube 22 is within the bore of the housing 20 attached. The tube 22 has in the uncompressed Condition has an outside diameter that is larger than the bore of the housing 20, so that the hose 22, when, as shown in the drawings, in the bore of the housing 20 is attached, is under radial compression pressure. The housing 20 can, for example, have an outer diameter of 95 mm and a Have an inner diameter of 76 mm. Before it is compressed within the bore 20, the hose 22 can have an outside diameter of 83.5 mm and an inner diameter of 53.5 mm, which results in a wall thickness in the uncompacted state
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von 15 mm ergibt. Wenn der Schlauch aus Silikonkautschuk und das Gehäuse 20 aus starrem Material, wie ABS-Harz hergestellt ist, wird die erfindungsgemässe Vorrichtung das Auslaufen von Flüssigkeit aus einem Nadeleinstich verhindern, wenn Flüssigkeitsdruck innerhalb der Leitung 10 bis zu 1,5 kp/cm vorhanden ist. Vorzugsweise soll der Aussendurchmesser des Schlauches 22 in nicht zusammengedrücktem Zustand mindestens 10% grosser als der Innendurchmesser des Gehäuses 20 sein, der selbstverständlich gleich dem Aussendurchmesser des Schlauches 22 im verdichteten Zustand und massgebend für diesen ist.of 15 mm results. If the hose is made of silicone rubber and the housing 20 is made of a rigid material such as ABS resin, the device according to the invention will prevent the leakage of liquid from a needle stick when there is liquid pressure within the line 10 of up to 1.5 kgf / cm. The outside diameter of the hose 22 in the uncompressed state should preferably be at least 10% larger than the inside diameter of the housing 20, which is of course equal to the outside diameter of the hose 22 in the compressed state and is decisive for this.
Der Innendurchmesser des zusammengedrückten Schlauchs 22 ist gleich den Innendurchmessern der Schläuche 12, 14, so dass ein glatter, ununterbrochener Strömungsweg geschaffen wird.The inner diameter of the compressed tube 22 is equal to the inner diameters of the tubes 12, 14, so that a smooth, uninterrupted flow path is created.
Das rohrförmige Gehäuse 20 und der elastomere Schlauch 22 besitzen vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt; jedoch liegen gleichwertige Teile mit ovalem oder polygonalem Querschnitt im Rahmen der Erfindung.The tubular housing 20 and the elastomeric hose 22 have preferably a circular cross-section; however, there are equivalent parts with an oval or polygonal cross-section within the scope of the invention.
Eine im Gehäuse 20 vorgesehene öffnung 24 bildet den Einlass für die Nadel zum Schlauch 22. Die Grosse der Öffnung 24, die in Querrichtung zum Schlauch 22 verläuft, soll zweckmässig nicht mehr als 60% des Aussendurchmessers des Schlauchs 22 betragen, so dass die Zusammendrückung desjenigen Teils des Schlauchs, welcher durch die Öffnung 24 freigelegt wird, durch die durch die Öffnung 24 hervorgerufene Druckentlastung nicht übermässig abnimmt. Wenn das Gehäuse 20 aus Polyäthylen, Vinylharz oder ähnlichem besteht, kann die Öffnung 24 in solchen Fällen fortfallen, in denen das Gehäuse 20 so dünn ist, dass die Nadel die Gehäusewandung und auch die Wandung des Schlauches 22 unmittelbar durchdringen kann.An opening 24 provided in the housing 20 forms the inlet for the needle to the hose 22. The size of the opening 24, the runs in the transverse direction to the hose 22 should not be more than 60% of the outer diameter of the hose 22, so that the compression of that part of the hose which is exposed through the opening 24 by the Opening 24 caused pressure relief does not decrease excessively. When the housing 20 is made of polyethylene, vinyl resin or there is similar, the opening 24 can be omitted in those cases in which the housing 20 is so thin that the needle Housing wall and also the wall of the hose 22 can penetrate directly.
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Mit einem zusätzlichen Vorteil kann das Gehäuse 20 so hergestellt werden, dass ein zufälliger vollständiger Durchtritt der Injektionsnadel durch die Injektionsvorrichtung verhindert wird, wie er häufig bei den bisher üblichen Latexschlauch-Injektionsvorrichtungen vorkommt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Gehäuse 20 an der der Einlassöffnung 24 gegenüberliegenden Seite, mindestens in der Nähe dieser Öffnung mit einer derart massiven Wandung ausgebildet ist, dass diese hier den Durchtritt der Injektionsnadel durch die Gehäusewandung verhindert.With an additional advantage, the housing 20 can be made to have a random full passage the injection needle is prevented by the injection device, as is often the case with the latex tube injection devices that have been customary up to now occurs. This is achieved in that the housing 20 is located opposite the inlet opening 24 Side, at least in the vicinity of this opening is formed with such a massive wall that this here prevents the injection needle from passing through the housing wall.
Die erfindungsgemässe Injektionsvorrichtung kann theoretisch so ausgebildet sein, dass das Auslaufen des Mediums aus einem hypodermatischen Injektionseinstich in den Schlauch 22 über einen grossen Bereich von innerhalb der im Schlauchinnenrauni herrschenden Mediumdrücken verhindert wird, indem man einen grossen Bereich von Materialien, falls gewünscht einschliesslich natürlichem Latex, zur Herstellung des Schlauches 22 heranzieht. The injection device according to the invention can theoretically be designed so that the leakage of the medium from a hypodermic injection puncture into the tube 22 over a large area from within the inside of the hose Medium pressures prevailing is prevented by including a wide range of materials, if desired natural latex, used to manufacture the tube 22.
Die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemässen Injektionsvorrichtung beim Abdichten gegen Austritt eines unter Druck stehenden Mediums nach dem Einstechen hängt in hohem Masse vom Grad der Verdichtung des Schlauches 22 ab. Der kleinste Verdichtungsgrad, der zum Abdichten gegen einen gegebenen Medium-Druck benötigt wird, kann durch die kleinste Differenz zwischen dem Aussendurchmesser des unverdichteten Schlauchs 22 und dem Innendurchmesser des Gehäuses 20 ausgedrückt werden, bei der das Abdichten eines Nadeleinstichs bei einem vorgegebenen Innendruck P innerhalb des Innenraums 21 erfolgt; diese Differenz wird als die Variable D bezeichnet. Diese Grosse D kann für eine vorgegebene Grosse P.durch die Auflösung der nachstehenden Gleichung annähernd bestimmt werden:The performance of the injection device according to the invention when sealing against the escape of a pressurized medium after piercing depends to a large extent on the degree the compression of the hose 22 from. The smallest degree of compression required to seal against a given medium pressure is, by the smallest difference between the outer diameter of the uncompacted hose 22 and the Inside diameter of the housing 20 are expressed, at which the sealing of a needle puncture at a given Internal pressure P takes place within the interior space 21; this difference is referred to as the variable D. This size D can for a given size P. by resolving the following Equation can be determined approximately:
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wobei a der Radius der Bohrung 21 des Schlauches 22, b der Radius der Bohrung des Gehäuses 20 und c_ der Aussendurchmesser des Gehäuses 20 (wie in Fig. 3 dargestellt) ist. E,, ist der Elastizitätsmodul des Materials des Gehäuses 20, E2 der Elastizitätsmodul des Schlauches 22,/tfy die Poisson'sche Zahl (Poisson ratio) des Materials des Gehäuses 20 und $, die Poisson'sche Zahl des Materials des Schlauchs 22.where a is the radius of the bore 21 of the hose 22, b the radius of the bore of the housing 20 and c_ the outer diameter of the housing 20 (as shown in Fig. 3). E ,, is the Modulus of elasticity of the material of the housing 20, E2 the modulus of elasticity of hose 22, / tfy is Poisson's number (Poisson ratio) of the material of the housing 20 and $, Poisson's Number of material of hose 22.
Aus der vorstehenden Gleichung kann man annähernd die Grenzdrücke ermitteln, bei denen das Auslaufen des Mediums aus einem verdichteten Schlauch und in dem Gehäuse, die aus gegebenen Werkstoffen hergestellt sind und die gegebene Abmessungen haben, gerade beginnt, wenn ein gegebener "Verdichtungsgrad für den Schlauch vorliegt. Bei Vorliegen eines merklich niedrigeren Innendrucks P im Schlauch als er in die Gleichung eingesetzt wurde, findet kein Lecken, weder aus der hypodermatischen Einstichstelle der Nadel noch entlang der Oberfläche statt, die zwischen dem Gehäuse 20 und dem Schlauch 22 gebildet wird. Die Wirkung der Öffnung 24 ist in der Berechnung nicht berücksichtigt. The above equation can be used to approximate the limit pressures at which the medium runs out of a compressed hose and in the housing, which are made of given materials and have given dimensions, just begins when there is a given "degree of compression for the hose. When there is a noticeably lower degree of compression." Internal pressure P in the tube when it was inserted into the equation does not find any leakage, either from the hypodermic puncture site of the needle still takes place along the surface formed between the housing 20 and the tube 22. the Effect of opening 24 is not taken into account in the calculation.
Weitere Einzelheiten über die vorgenannte Gleichung sind aus dem Buch "Mechanical Engineering Design" von J.E. Shigley, herausgegeben von McGraw Hill Publishers, New York (1963), S. 563-565, zu ersehen.Further details on the above equation can be found in the book "Mechanical Engineering Design" by J.E. Shigley, edited by McGraw Hill Publishers, New York (1963), pp. 563-565.
Gemäss der Erfindung können Injektionsvorrichtungen für Leitungeneines strömenden Mediums geschaffen werden, die das Austreten des Mediums bei Vorliegen fast jedes grössten gewünschtenAccording to the invention, injection devices for lines can be flowing medium are created that the escape of the medium when there is almost any largest desired
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Mediumdrucks verhindern. Ferner können die Teile der Injektionsvorrichtung, die mit Blut in Berührung sind, aus Material hergestellt werden, das antithrombogen ist, d.h. das der Entstehung von Thrombosen entgegenwirkt, so dass die günstigste Umgebung für Blut, das ausserhalb des Körpers strömt, geschaffen wird.Prevent medium pressure. Furthermore, the parts of the injection device, that come into contact with blood are made of material that is antithrombogenic, i.e. that of origin counteracts thrombosis so that the most favorable environment for blood flowing outside the body is created.
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Claims (8)
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DE19732346786 DE2346786C3 (en) | 1973-09-17 | Device on a line carrying a flowing medium for inserting an injection needle into the line |
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DE19732346786 DE2346786C3 (en) | 1973-09-17 | Device on a line carrying a flowing medium for inserting an injection needle into the line |
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Also Published As
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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