DE4207917C2 - Durchflußbegrenzer in Zufuhrleitungen für Katheter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußbegrenzer in Zuführleitungen für Katheter.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Durchflußbegrenzers.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß eine genaue Dosierung einer Flüssig­ keit, die mit Hilfe eines Katheters dem menschlichen Körper verabreicht werden soll, verhältnismäßig große Schwierigkeiten bereitet, weil der zu dosierende Durchfluß sehr klein ist und in einfacher Weise einstellbar sein muß.

Zur Lösung dieses Problems sind zahlreiche Systeme bekannt geworden, unter anderem das progressive Drosseln eines Rohres durch seitliche Zusammendrückung, durch eine Durchmesserverengung oder durch Einführen eines Körpers in das Rohr, um eine teilweise Blockierung des Rohres zu bewirken. Ferner ist ein Verfahren bekannt, das darin be­ steht, das Rohr in Längsrichtung zu verlängern, welches sich um einen inneren festen Kern schließt, so daß der Durchflußquerschnitt für die Flüssigkeit im Inneren des Rohres verringert wird.

Die derzeit bekannten Systeme haben jedoch den Nachteil einer mangel­ haften und ungleichmäßigen Progression der Durchflußabstufung in Anbetracht des kleinen Flüssigkeitsdurchlasses, darüber hinaus aber auch der Gefahr, daß sich flüssige Partikel in diesen kleinen Durchlässen verfangen, so daß sich, nachdem der Durchfluß auf eine gewünschte Ge­ schwindigkeit eingestellt worden ist, die Durchflußbedingungen ver­ ändern.

Diese Unzulänglichkeiten führen zu mangelhafter Betriebszuverlässigkeit der Durchflußsteuerung während ihrer Verwendung sowohl im Hinblick auf das Regelverhalten als auch die Durchflußbedingungen und in der Folge zu Abweichungen in der beabsichtigten medizinischen Behandlung oder Versorgung.

Die wie oben erläuterten Probleme entstehen aus der Tatsache heraus, daß, abgesehen von der einfachen Maßnahme des Drosselns, die mög­ licherweise für Rohre größeren Durchmessers durch Zusammendrücken der Wände möglich ist, der sehr kleine hydraulische Radius zu extrem kleinen Durchtrittsöffnungen führt, wodurch alle oben angegebenen Unzulänglichkeiten eingebracht werden.

Aus der GB 71 28 52 ist ein Durchflußmesser für allgemeine industrielle Anwendungen (offensichtlich nicht für medizinische Anwendungen) bekannt, bei welchem ein äußeres, hohles zylindrisches Gehäuse aus Metall vorgesehen ist, in welchem ein Einsatzteil aus Kunststoff unterge­ bracht ist, welches an Ort und Stelle geformt wird. Dieses Kunststoff- Einsatzteil weist eine sich in Axialrichtung erstreckende, zylindrische Meßbohrung auf;, die dazu dient, den Durchfluß von Flüssigkeiten mit vorgegebenen Durchsatzraten zu messen. Außerdem weist der äußere metallische Körper dieses bekannten Durchflußmessers einen mittleren Abschnitt mit hexagonalem Querschnitt auf, damit dieses Bauteil mit Hilfe eines Schraubenschlüssels oder dergleichen betätigt werden kann, beispielsweise in andere Bauteile verschraubt werden kann, zu welchem Zweck die beiden äußeren Endabschnitte des hohlen zylindrischen Außenteils mit entsprechenden Außengewinden versehen sind. Es ist offensichtlich, daß diese bekannte Anordnung nicht als Durchflußbegrenzer in Zuführleitungen für Katheter geeignet ist.

Die US-PS 4 381 591 beschreibt ein Spülventil für einen Katheter eines Blutdruck-Überwachungssystems, wobei ein derartiges Ventil insbeson­ dere im Inneren einen aus Glas bestehenden Drosselkörper mit einer Bohrung aufweist, mit dem speziellen Zweck, den Blutdruck eines Pa­ tienten zum Zwecke der Überwachung zu steuern.

Die DE 29 32 982 A1 behandelt eine thermoplastische Masse sowie ein aus einer solchen Masse gefertigtes, flexibles Schlauchstück, insbesonde­ re in Verbindung mit Einrichtungen zur Verabreichung einer medizini­ schen Lösung an Patienten.

Weder in der US-PS 4 381 591 noch in der DE 29 32 982 A1 wird ein Durchflußbegrenzer in Zuführleitungen für Katheter beschrieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ver­ besserten Durchflußbegrenzer in Zufuhrleitungen für Katheter zu schaffen und diesen in der Weise auszubilden, daß er eine hochgenaue Dosierung einer Flüssigkeit erlaubt, welche mit Hilfe des Katheters dem menschlichen Körper zugeführt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der als ein­ stückiges Formteil aus thermoplastischem Material ausgebildete Durch­ flußbegrenzer zwischen einem ersten rohrförmigen Endstück und einem zweiten rohrförmigen Endstück einen Mittelkörper aufweist, der von einer durchflußbegrenzenden kalibrierten Bohrung durchsetzt ist, welche die beiden Endstücke miteinander verbindet und zur Erzielung eines konstanten Durchflusses einen genau vorgegebenen, konstanten Durch­ messer sowie eine genau vorgegebene Länge aufweist, wobei die beiden Endstücke jeweils mit Kupplungsteilen zum Anschließen an die Zuführ­ leitungen des Katheters verbindbar sind.

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die durchflußbe­ grenzende, kalibrierte Bohrung einen kreisförmigen oder kreisähnlichen Querschnitt auf, um maximale Querabmessungen für einen vorgegebenen hydraulischen Radius zu gewährleisten.

In bevorzugter Weise ist der Mittelkörper als ein flachgepreßtes Teil mit der darin ausgeformten Bohrung ausgebildet.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Durchflußbegrenzer führt zu einer Reihe von Vorteilen. Insbesondere ist es bei diesem Durchflußbegrenzer nicht mehr erforderlich, zum Einstellen des Durchlasses zu Kathetern variable Drosselstellen oder ähnliche Einrichtungen, wie beim Stand der Technik, vorzusehen. Zum Zwecke der Einschnürung des Durchlaß­ querschnittes eines zu einem Katheter führenden Rohres ist es beispiels­ weise bekannt, dieses auf mechanischem Wege zusammenzuquetschen oder abzuklemmen, um hierdurch den Durchfluß zum Katheter einzu­ stellen bzw. zu drosseln. Derartige bekannte Vorrichtungen gestatten es nicht, von einem steuerbaren oder voreinstellbaren hydraulischen Radius zu sprechen. Dies ist ein wesentlicher Gesichtspunkt, weil unter der Voraussetzung eines gleichen Durchflußbereichs oder Durchfluß­ querschnitts ein ungleichförmiger, durch Zusammenklemmen oder -quetschen gebildeten Durchgang, viel eher zu einem Verstopfen neigt als ein kalibrierter Durchlaß mit kreisförmigem Querschnitt.

Darüber hinaus besteht ein bedeutender Vorteil des erfindungsgemäßen Durchflußbegrenzers darin, daß sein Durchlaßquerschnitt und damit der hydraulische Durchmesser der kalibrierten durchflußbegrenzenden Boh­ rung nicht verstellt oder eingestellt zu werden braucht, weil er vor­ gewählt ist und unverändert bleibt, wodurch irgendwelche Fehler, eine etwaige Selbstbehandlung durch den Patienten selbst und dergleichen mehr vermieden werden.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Ver­ fahren zum Herstellen eines Durchflußbegrenzers in Zuführleitungen für Katheter anzugeben, mit dem Ziel, den Durchflußbegrenzer in einfacher Weise als ein einstückiges Bauteil fertigen zu können.

Dieses Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein kontinuierliches Rohr aus thermoplastischem Material in seinem Anfangszustand einer Heiß- und Formpresse zugeführt wird, wobei gleichzeitig ein kalibrierter Dorn axial in das Rohr eingeführt wird, bevor diejenige Zone des Rohres verformt wird, welche der Position des Dornes entspricht, der unter Einwirkung eines Preßvorganges vollständig in das geformte Material eingebettet wird, woraufhin dieses geformte Material gekühlt und der Dorn entfernt wird, gefolgt von einem Schritt des Abschneidens des Durchflußbegrenzers von dem anfänglichen Rohr­ zufuhrstrang.

Aufgrund dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, einen einstückigen Durchflußbegrenzer herzustellen, d. h., er muß nicht mehr aus mehreren einzelnen Komponenten zusammengefügt werden, wie beim Stand der Technik, wodurch sich der weitere Vorteil ergibt, daß die antiseptischen Eigenschaften des Durchflußbegrenzers in keiner Weise beeinträchtigt werden. Dieses Herstellungsverfahren ist industriell ausführbar und kostengünstig.

Durch die vorliegende Erfindung wird somit ein Durchflußbegrenzer geschaffen, der einen konstanten Durchfluß hoher Genauigkeit liefert, der im Gegensatz zur bisherigen Praxis nicht einstellbar ist. Auf diese Weise wird unter Anwendung eines Prinzips, auf dem Gebiet der Durch­ flußsteuerungen für Katheter revolutionär ist, eine absolute Gleich­ mäßigkeit der Bohrung gewährleistet, mit der Folge eines permanent begrenzten Durchflusses für die klinische Behandlung. Darüber hinaus werden gemäß Anspruch 2 durch die Verwendung eines kreisförmigen oder kreisähnlichen Durchtrittsquerschnittes, auch wenn dieser einen kleinen Durchmesser hat, die Querabmessungen des Durchlasses für einen gegebenen hydraulischen Radius maximiert, wodurch jene sehr kleinen Durchtrittsöffnungen vermieden werden, die bei bisher bekann­ ten Systemen erhalten werden und die Ursache für einen ungleich­ mäßigen Betrieb oder für Blockierungen sind.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung, ihrer weiteren Merkmale und Vorteile dient die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispie­ len, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Durchflußbegrenzer;

Fig. 2 einen Längsschnitt gemäß der Linie II-II nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie III-III nach Fig. 1;

Fig. 4, 5 und 6 schematisch drei verschiedene Phasen des Verfahrens zur Herstellung des Durchflußbegrenzers gemäß den Fig. 1 bis 3;

Fig. 7, 8, 9, 10, 11, 12 und 13 verschiedene aufeinanderfolgende Phasen der Herstellung des Durchflußbegrenzers, jeweils mit der Relativ­ stellung eines kalibrierten inneren Dornes relativ zum Körper des Durchflußbegrenzers;

Fig. 14 und 15 jeweils den Durchflußbegrenzer, der an zugeordnete Zuführleitungen angeschlossen ist; und

Fig. 16 eine schematische Darstellung des Durchflußbegrenzers beim Einsatz im klinischen Bereich.

Wie aus den Fig. 1-3 ersichtlich ist, besteht ein Durchflußbegrenzer 1 im wesentlichen aus einem einzelnen aus thermoplastischem Material geformten Teil, wobei rohrförmige Endstücke 2 und 3 sowie ein Mittel­ körper 4 vorgesehen sind, der von einer Öffnung durchsetzt ist, welche eine durchflußbegrenzende kalibrierte Bohrung 5 hochgenauen Durch­ messers bildet.

In bevorzugter Weise besitzt diese Bohrung 5 einen kreisförmigen oder kreisähnlichen Querschnitt, um die maximalen Querabmessungen für einen gegebenen hydraulischen Radius zu erhalten.

Der Mittelkörper 4 ist vorzugsweise als ein flach gepreßtes Teil mit der darin ausgeformten Bohrung 5 ausgebildet.

Anhand der Fig. 4, 5 und 6 wird beispielsweise ein bevorzugtes Ver­ fahren zur Herstellung des Durchflußbegrenzers erläutert.

In das Innere eines Rohres 7 in seinem Anfangszustand wird ein kali­ brierter Stift oder Dorn 8 eingeführt, der als Formgeber wirkt, wobei außerhalb des Rohres 7 Werkzeuge 9 und 10 zum Heißpressen vorgese­ hen sind, so daß, wenn die Temperatur des aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehenden Rohres 7 eine geeignete Temperatur und damit den Fließpunkt des Thermoplasten erreicht, die Werkzeuge 9 und 10 auf das Rohr 7 einwirken, wie in Fig. 5 veranschaulicht, wobei sie an ein­ ander gegenüberliegenden Seiten seiner Außenfläche angreifen und be­ wirken, daß das Innere die Form der Außenseite des kalibrierten Dornes 8 annimmt.

Im Anschluß an die Preßeinwirkung der Werkzeuge 9 und 10 zum Heißpressen auf die Außenseite des Rohres 7 im Bereich des Mittel­ abschnittes 11 und im Anschluß an eine angemessene Abkühlphase können die formgebenden Werkzeuge 9 und 10 entfernt und der Dorn 8 aus dem Rohr 7 herausgezogen werden, wodurch sich das Rohr 7 in seinem Endzustand mit dem durch seinen Mittelabschnitt 11 als ein­ stückiges Formteil aus thermoplastischem Material gebildeten Durch­ flußbegrenzer ergibt, der von der durchflußbegrenzenden kalibrierten Bohrung 12 durchsetzt ist (vgl. Fig. 6).

Die Fig. 7 bis 13 zeigen schematisch die einzelnen, aufeinanderfolgen­ den Schritte des Verfahrens zur Herstellung des Durchflußbegrenzers, wobei ersichtlich ist, daß zunächst ein Anfangsrohr 13 axial in ein Formpreßwerkzeug 14 eingeführt wird. Hierbei liegt ein Führungsteil 15 dem Ende des Rohres 13 gegenüber und trägt einen äußeren Ausstoß- oder Abstreitkragen 16. Ein Dorn 17 wird axial in den Führungsteil 15, wie in Fig. 9 gezeigt, eingeführt, in welcher der Dorn 17 vollständig innerhalb des Rohres 13 mit seinem Kopf 18 in Berührung mit einem Flansch oder Kopfring 19 zu erkennen ist, welcher an dem Ausstoß­ kragen 16 anliegt.

Die Fig. 10 und 11 zeigen das Entformen des Mittelabschnitts und das darauffolgende Abschneiden des Rohres 13 in einem Bereich 20 von dem zugeführten Anfangsrohr 13, wobei Fig. 11 ferner den aus dem Führungsteil 15 herausgezogenen Dorn 17 zeigt.

Fig. 12 zeigt den resultierenden Durchflußbegrenzer, welcher von dem Formpreßwerkzeug 14 getrennt ist und sodann unter der Wirkung des Ausstoßkragens 16, wie in Fig. 13 gezeigt, vollständig freigegeben wird, wobei nunmehr dieser Durchflußbegrenzer einschließlich seiner End­ stücke in seinem Endzustand mit der Bezugsziffer 21 bezeichnet ist.

Im Anschluß daran werden, wie aus den Fig. 14 und 15 ersichtlich ist, die beiden Endstücke des Durchflußbegrenzers 21 mit Kupplungsteilen 22 und 23 versehen, wobei beispielsweise das Kupplungsteil 22 ein konisches inneres Gehäuse 24 aufweist, das dazu dient, eine Zuführlei­ tung 26 aufzunehmen, und wobei beispielsweise das Kupplungsteil 23 einen Abschnitt 25 aufweist, der zum Anschließen eines Katheters an­ paßbar ist, der am Patienten, wie in Fig. 16 gezeigt ist, angelegt werden soll.

Die Abstufung des Durchflusses durch den Durchflußbegrenzer 21 wird einerseits vom Durchmesser und der Länge der durchflußbegrenzenden kalibrierten Bohrung im geformten Mittelkörper des Durchflußbe­ grenzers 21 und andererseits von der Höhe eines Gefäßes 27 mit einer Flüssigkeit, welche durch die Zuführleitung 26 zugeführt wird, bezüg­ lich der Höhe eines Injektionsortes 28 bestimmt, wo der Katheter in eine Vene eines Patienten eingesetzt ist. Die Veränderung der Flüssigkeits­ säule wird durch Verändern der Höhe des Gefäßes 27 auf einem her­ kömmlichen Ständer 29 erreicht.

Claims (4)

1. Durchflußbegrenzer in Zuführleitungen für Katheter, dadurch gekennzeichnet, daß der als einstückiges Formteil aus thermoplastischem Material ausge­ bildete Durchflußbegrenzer (1) zwischen einem ersten rohrförmigen Endstück (2) und einem zweiten rohrförmigen Endstück (3) einen Mittel­ körper (4) aufweist, der von einer durchflußbegrenzenden kalibrierten Bohrung (5) durchsetzt ist, die die beiden Endstücke (2, 3) miteinander verbindet und zur Erzielung eines konstanten Durchflusses einen genau vorgegebenen, konstanten Durchmesser sowie eine genau vorgegebene Länge aufweist, wobei die beiden Endstücke (2, 3) jeweils mit Kupp­ lungsteilen (22, 23) zum Anschließen an die Zuführleitungen (26) des Katheters verbindbar sind.

2. Durchflußbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (5) einen kreisförmigen oder kreisähnlichen Querschnitt aufweist, um maximale Querabmessungen für einen vorgegebenen hy­ draulischen Radius zu gewährleisten.

3. Durchflußbegrenzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelkörper (4) als ein flachgepreßtes Teil mit der darin ausge­ formten Bohrung (5) ausgebildet ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines Durchflußbegrenzers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein kontinuierliches Rohr aus thermoplastischem Material in seinem Anfangszustand einer Heiß- und Formpresse zugeführt wird, wobei gleichzeitig ein kalibrierter Dorn axial in das Rohr eingeführt wird, bevor diejenige Zone des Rohres verformt wird, welche der Position des Dornes entspricht, der unter Einwirkung eines Preßvorganges vollständig in das geformte Material eingebettet wird, woraufhin dieses geformte Material gekühlt und der Dorn entfernt wird, gefolgt von einem Schritt des Abschneidens des Durchflußbegrenzers von dem anfänglichen Rohr­ zufuhrstrang.