DK147874B

DK147874B - Syringe for taking a liquid sample

Info

Publication number: DK147874B
Application number: DK391783A
Authority: DK
Inventors: Joergen Andersen
Original assignee: Radiometer As
Priority date: 1982-08-27
Filing date: 1983-08-26
Publication date: 1985-01-02
Also published as: DK391783A; DK391783D0; DK147874C

Description

U7874 iU7874 i

Opfindelsen angår en sprøjte til udtagning af en væskeprøve. Selv om sprøjten ifølge opfindelsen kan anvendes til udtagning af prøver af væsker af en hvilken som helst type, er den især egnet til udtagning af en blodprøve, såsom en arteriel blodprøve, fra et blodkar til 5 efterfølgende blodgasanalyse.The invention relates to a syringe for taking a liquid sample. Although the syringe of the invention can be used for sampling fluids of any type, it is particularly suitable for sampling a blood sample, such as an arterial blood sample, from a blood vessel for subsequent blood gas analysis.

De blodparametre, der bestemmes ved blodgasanalyse, såsom det partielle oxygentryk (PO2), det partielle carbondioxidtryk (pCC^) og surheden (pH), kan påvirkes og ændres, når blodprøven kommer i kontakt med den omgivende atmosfære, og det er følgelig nødvendigt 10 at træffe specielle forholdsregler for at undgå eller reducere en sådan kontakt.The blood parameters determined by blood gas analysis such as the partial oxygen pressure (PO2), the partial carbon dioxide pressure (pCC 2) and the acidity (pH) can be affected and changed as the blood sample comes into contact with the surrounding atmosphere, and it is therefore necessary. to take special precautions to avoid or reduce such contact.

Sådanne blodudtagende sprøjter, hvor blodopsamlingskammeret står i forbindelse med atmosfæren gennem en udluftningskanal, medens blodprøven udtages, og hvor udluftningskanalen kan lukkes, når der er 15 blevet opsamlet en passende blodmængde i sprøjten, er velkendte, fx -fra USA patenterne nr. 3.943.917, 4.133.304, 4.206.768 og 4.257.426 og fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 3.041.563. Alle disse kendte blodudtagningssprøjter kræver imidlertid visse manuelle operationer efter udtagningen af en blodprøve for at lukke udluftningskanalen.Such blood sampling syringes, where the blood collection chamber communicates with the atmosphere through a vent, while the blood sample is being withdrawn and where the vent can be closed when a suitable amount of blood has been collected in the syringe, is well known, for example, from US Patent No. 3,943,917. , 4,133,304, 4,206,768 and 4,257,426 and from German Publication Publication No. 3,041,563. However, all of these known blood sampling syringes require certain manual surgeries after the sampling of a blood sample to close the vent.

20 USA patenterne nr. 3.960.139, 3.978.846, 4.266.558, 4.266.559, 4.327.745, 4.340.067 og 4.373.535, PCT publikation nr. WO 81/03426 og de publicerede europæiske patentansøgninger nr. 47.176 og 47.806 omhandler alle blodudtagningsindretninger, der omfatter et opsamlingskammer, der står i forbindelse med atmosfæren gennem et filter 25 eller et lukkeelement, der er gennemtrængeligt for gas, men uigennemtrængeligt for væske, eller som bliver uigennemtrængeligt for væske, når det vædes af denne. Denne sidstnævnte konstruktion bevirker, at strømmen af en blodprøve ind i sprøjtens blodopsamlingskammer automatisk standses, når kammeret er blevet fyldt, så at 30 blodet kommer i kontakt med filteret eller lukkeelementet.20 United States Patents Nos. 3,960,139, 3,978,846, 4,266,558, 4,266,559, 4,327,745, 4,340,067 and 4,373,535, PCT Publication No. WO 81/03426 and published European Patent Applications Nos. 47,176 and 47,806 discloses all blood sampling devices which comprise a collection chamber which communicates with the atmosphere through a filter 25 or closure element which is gas permeable but impermeable to liquid or which becomes impermeable to liquid when wetted therefrom. This latter construction causes the flow of a blood sample into the syringe chamber of the syringe to be automatically stopped when the chamber has been filled so that the blood contacts the filter or closure element.

I de fleste af disse kendte sprøjter udmunder udluftningskanalen i sprøjtens blodopsamlingskammer i en sådan stilling eller i sådanne stillinger, at en fuldstændig udtømning af luft eller gas fra blodop 14787Λ 2 samlingskammeret er afhængig af den stilling, i hvilken sprøjten holdes, når der opsamles en blodprøve. Den kendte teknik omfatter også en sprøjte, der er vist i USA patent nr. 4.299.238.In most of these known syringes, the vent duct in the syringe's blood collection chamber opens in such a position or positions that a complete discharge of air or gas from the blood collection chamber is dependent upon the position in which the syringe is held when a blood sample is collected. . The prior art also includes a syringe shown in U.S. Patent No. 4,299,238.

Det ovenfor nævnte USA patent nr. 4.340.067 viser imidlertid en 5 sprøjte med et stempel, der er forsynet med en perifer manchet af et hydrofilt materiale, fx porøst filterpapir. Denne porøse manchet danner en del af en udluftningskanal og tillader luft eller gas at slippe ud af prøveopsamlingskammeret i en hvilken som helst af sprøjtens drejningsstillinger, blot stempelstangen er opadrettet. Når blodet 10 kommer i kontakt med den hydrofile manchet, der omgiver stemplet, svulmer det hydrofile materiale op og lukker den mellem cylindervæggen og stemplets ydre perifere væg afgrænsede udluftningskanal. For at formindske risikoen for, at der strømmer blod forbi stemplet, så at brugeren af en sprøjte kan komme i berøring med dette blod, kunne 15 den hydrofile stempelmanchet, der anvendes i den kendte sprøjte, fordelagtigt have været erstattet med en manchet fremstillet af et hydrofobt materiale.However, the above mentioned U.S. Patent No. 4,340,067 discloses a syringe with a plunger provided with a circumferential sleeve of a hydrophilic material, e.g., porous filter paper. This porous cuff forms part of a vent duct and allows air or gas to escape from the sample collection chamber in any of the syringe pivot positions, only the piston rod is upward. As the blood 10 comes into contact with the hydrophilic cuff surrounding the piston, the hydrophilic material swells up and closes the vent channel defined between the cylinder wall and the outer peripheral wall of the piston. In order to reduce the risk of blood flowing past the plunger so that the user of a syringe may come into contact with this blood, the hydrophilic piston sleeve used in the known syringe could advantageously have been replaced by a cuff made of a syringe. hydrophobic material.

Uanset typen af porøst materiale, af hvilket stempelmanchetten er fremstillet, har den kendte sprøjte den ulempe, at den ikke kan 20 anvendes til frembringelse af et undertryk inde i blodopsamlingskammeret, fx når blodtrykket i en arterie, fra hvilken der skal udtages en blodprøve, ikke er tilstrækkelig til at få blodet til at strømme igennem sprøjtens kanyle og ind i blodopsamlingskammeret.Regardless of the type of porous material from which the piston cuff is made, the known syringe has the disadvantage that it cannot be used to produce a negative pressure inside the blood collection chamber, for example when the blood pressure in an artery from which a blood sample is to be taken is not is sufficient to cause the blood to flow through the syringe cannula and into the blood collection chamber.

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer en forbedret sprøjte af den 25 type, der har en sprøjtecylinder med en prøveindløbs kanal ved sin ene ende og et inde i cylinderen forskydeligt anbragt stempel, der tætnende er i indgreb med cylinderens indre overflade således, at der i cylinderen afgrænses et blodopsamlingskammer, og sprøjten ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at en del af den indre overflade, 30 der ligger i aksial afstand fra nævnte ene ende af sprøjtecylinderen, er dannet af et materiale, der er gennemtrængeligt for gas, men uigennemtrængeligt for væske, så at der dannes mindst én udluftningskanal for prøveopsamlingskammeret i mindst én aksial stilling af stemplet.The present invention provides an improved syringe of the type having a syringe barrel having a sample inlet channel at one end and a piston displaceably disposed within the barrel sealingly engaging the inner surface of the barrel to define a barrel within the barrel. blood collection chamber, and the syringe according to the invention is characterized in that a portion of the inner surface, axially spaced from said one end of the syringe barrel, is formed of a material which is permeable to gas but impermeable to liquid so that at least one vent channel is formed for the sample collection chamber in at least one axial position of the plunger.

147874 3 I sprøjten ifølge opfindelsen kan stemplet være af den konventionelle type, der tætnende indgriber med sprøjtecylinderens indre perifere væg. Dette betyder, at der, når det forskydelige stempel bevæges fra den nævnte ene ende af sprøjtecylinderen, i hvilken prøveindløbska-5 nalen er dannet, til den tilgrænsende ende af den cylinderoverflade-del, som er dannet af det gasgennemtrængelige materiale, vil blive frembragt en sugevirkning, så at der kan suges en blodprøve fra en arterie eller et blodkar i tilfælde af, at blodtrykket er utilstrækkeligt til at bringe blodet til at strømme gennem kanylen og ind i sprøjtecy-10 linderen. Når blodtrykket er tilstrækkeligt til at frembringe en sådan strømning, kan stemplet bevæges til en stilling, i hvilken stemplets perifere overflade er i indgreb med det gasgennemtrængelige materiale, hvorved der er dannet en udluftningskanal for prøveopsamlingskammeret.In the syringe according to the invention, the plunger may be of the conventional type sealingly engaging the inner peripheral wall of the syringe barrel. This means that when the displaceable piston is moved from said one end of the syringe cylinder in which the sample inlet channel is formed to the adjacent end of the cylinder surface portion formed by the gas permeable material, a suction effect so that a blood sample from an artery or blood vessel can be sucked in case the blood pressure is insufficient to cause the blood to flow through the cannula and into the syringe cylinder. When the blood pressure is sufficient to produce such a flow, the plunger can be moved to a position in which the peripheral surface of the plunger engages the gas-permeable material, thereby forming a vent channel for the sample collection chamber.

15 Det gasgennemtrængelige materiale kan være anbragt mellem perifert med indbyrdes afstande anbragte, aksialt forløbende forhøjninger, der er udformet på sprøjtecylinderens indre overflade, så at stemplet sammenpresses radialt, når det bevæges i indgreb med disse forhøjninger for dannelse af udluftningskanalen mellem stemplet og den 20 indre cylindervæg. Ved den foretrukne udførelsesform er marerialet imidlertid anbragt i mindst én recess, der er udformet i cylinderens indre overflade. Sådanne recesser kan strække sig i en i hovedsagen aksial retning og være anbragt med ensartede perifere afstande. Hver af recesserne kan være retliniet, bugtet, skruelinieformet eller have 25 en hvilken som helst anden passende form. Tykkelsen af det gasgennemtrængelige materiale, der er anbragt i recessen eller i recesserne, kan være i hovedsagen lig med eller overstige recessens eller recessernes aksiale dybde.The gas permeable material may be disposed between spaced circumferentially spaced axially extending ridges formed on the inner surface of the syringe barrel so that the piston is radially compressed as it moves in engagement with these ports to form the vent duct between the piston cylinder wall. However, in the preferred embodiment, the mortar is disposed in at least one recess formed in the inner surface of the cylinder. Such recesses may extend in a generally axial direction and be disposed at uniform peripheral distances. Each of the recesses may be rectilinear, curved, helical or any other suitable shape. The thickness of the gas permeable material disposed in the recess or recesses may be substantially equal to or exceed the axial depth of the recess or recesses.

Det gasgennemtrængelige materiale er fortrinsvis et hydrofobt filter-30 materiale, hvorved risikoen for, at blod passerer stemplet og kommer i berøring med sprøjtens bruger, reduceres væsentligt. Det gasgennemtrængelige materiale kan også være et massivt hydrofobt materiale, der har en ru eller kornet overflade, der ligger blottet mod sprøjtecylinderens indre rum. Andre egnede gasgennemtrængelige materialer, 35 er materialer, der svulmer op, når de kommer i berøring med væske, 147874 4 såsom cellulosefibre, viskoserayon, uld, bomuld og jute. Også stoffer, der svulmer op og danner en gel, når de kommer i berøring med vandige væsker, kan benyttes. Eksempler på sådanne stoffer er stivelsesbaserede polymermaterialer af den type, der anvendes i bleer 5 og i bandager, eller frysetørrede komprimerede produkter. Andre gasgennemtrængelige materialer, der kan anvendes, er hydrofile materialer med kapillarvirkning, såsom tråd- eller garnlignende materialer af cellulose, viskoserayon, uld og bomuld.The gas-permeable material is preferably a hydrophobic filter material, thereby substantially reducing the risk of blood passing through the plunger and coming into contact with the syringe user. The gas permeable material may also be a solid hydrophobic material having a rough or grainy surface exposed to the interior space of the spray cylinder. Other suitable gas-permeable materials, 35 are materials that swell as they come into contact with liquid, such as cellulose fibers, viscose rayon, wool, cotton and jute. Substances that swell and form a gel when in contact with aqueous liquids can also be used. Examples of such substances are starch-based polymeric materials of the type used in diapers 5 and in dressings, or freeze-dried compressed products. Other gas-permeable materials that can be used are hydrophilic materials with capillary action, such as cellulosic yarn or yarn-like materials, viscose rayon, wool and cotton.

Ved den foretrukne udførelsesform er den recess, i hvilken det gas-10 gennemtrængelige materiale er anbragt, ringformet og strækker sig langs hele periferien af den indre cylinderflade. Under opsamling af e'n prøve holdes sprøjten normalt i en stilling, i hvilken stempelstangen er opadrettet. Når det gasgennemtrængelige materiale er anbragt 1 den ringformede recess, kan gas eller luft derfor altid undslippe fra 15 prøveopsamlingskammeret ved dettes øverste del.In the preferred embodiment, the recess in which the gas-permeable material is disposed is annular and extends along the entire periphery of the inner cylinder surface. During collection of one sample, the syringe is usually held in a position in which the piston rod is facing up. Therefore, when the gas-permeable material is disposed in the annular recess, gas or air can always escape from the sample collection chamber at its upper part.

Opfindelsen vil nu blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en sprøjte ifølge opfindelsen set fra siden og delvis i snit, 20 fig. 2 og 3 alternative udførelsesformer for cylinderen til den i fig. 1 viste sprøjte set i perspektiv og delvis i snit, fig. 4 set i perspektiv et stempel til brug i forbindelse med de i fig.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which 1 is a side view of a syringe according to the invention and partially in section; FIG. 2 and 3 are alternative embodiments of the cylinder to that of FIG. 1 is a perspective view, partly in section, of FIG. 4 is a perspective view of a piston for use in connection with those of FIG.

2 og 3 viste sprøjtecylindere, og fig. 5 set fra siden og delvis i snit en sprøjte som den i fig. 1 viste 25 med en anden.type stempel.2 and 3, and FIGS. 5 is a side view, partly in section, of a syringe like that of FIG. 1 with another type of piston.

Den i -fig. 1 viste sprøjte 100 har en sprøjtecylinder 101, der er fremstillet af et egnet materiale, såsom glas eller plast, og som kan være forsynet med et for gas uigennemtrængeligt barrierelag. Sprøjten 100 har også et stempel 101 med en stempelstang 105 og en tæt-30 ningsring 107. Sprøjtecylinderen 101 er forsynet med hul hals 109, der har en keglestubformet ydre perifer overflade. En kanyle 110 er monteret på en fatning 111, der har en indvendig keglestubformet overflade, der er komplementær til overfladen på halsen 109, så at fatningen 111 kan monteres på halsen 109. Alle disse elementer er 5 U7874 velkendte i forbindelse med sprøjter til brug ved udtagning af prøver til blodgasanalyse. Stemplet 106 og den inderste ende af sprøjtecylinderen 101 afgrænser et blodopsamlingskammer 108, der står i forbindelse med boringen i den hule hals 109 og i kanylen 110.The one in Fig. The syringe 100 shown in Fig. 1 has a syringe barrel 101 made of a suitable material such as glass or plastic and which may be provided with a gas impervious barrier layer. The syringe 100 also has a piston 101 with a piston rod 105 and a sealing ring 107. The syringe barrel 101 is provided with hollow neck 109 having a frustoconical outer peripheral surface. A cannula 110 is mounted on a socket 111 which has an inner cone-shaped surface complementary to the surface of the neck 109 so that the socket 111 can be mounted on the neck 109. All of these elements are well known in the art of syringes for use in sampling for blood gas analysis. The plunger 106 and the inner end of the syringe barrel 101 define a blood collection chamber 108 which communicates with the bore in the hollow neck 109 and in the cannula 110.

5 Som det bedst fremgår af fig. 2 og 3, er der i cylinderen 101's indervæg udformet én eller flere eksialt forløbende recesser 102. Recesserne 102 strækker sig fra sprøjtecylinderen 101's åbne ende til en aksial stilling, der ligger i afstand fra den cylinderende, der er forsynet med den hule hals 109. I fig. 2 strækker recessen sig ring-10 formet langs hele sprøjtecylinderens periferi således, at der dannes en cylindersektion med en forøget inderdiameter. Ved den i fig. 3 viste udførelsesform er et antal aksialt forløbende, snævre recesser anbragt med ensartede perifere afstande.5 As best seen in FIG. 2 and 3, one or more axially extending recesses 102 are formed in the inner wall of the cylinder 101. Recesses 102 extend from the open end of the syringe barrel 101 to an axial position spaced from the cylinder end provided with hollow neck 109. In FIG. 2, the recess extends annularly along the entire circumference of the syringe barrel to form a barrel section having an increased inner diameter. In the embodiment shown in FIG. 3, a number of axially extending narrow recesses are arranged at uniform peripheral distances.

Recessen eller recesserne 102 optager et gasgennemtrængeligt og for 15 væske uigennemtrængeligt materiale, såsom et hydrofobt filtermateriale, fx mi kroporøs polyethylen eller polypropylen eller mikroporøs polytetrafluorethylen, fx den type, der markedsføres under varemærket TEFLON.Recess or recesses 102 take up a gas-permeable and liquid-impermeable material such as a hydrophobic filter material, for example, in body-colored polyethylene or polypropylene or microporous polytetrafluoroethylene, for example the type marketed under the trademark TEFLON.

Når der skal udtages en blodprøve fra en arterie, anbringes stemplet 20 106 i en sådan aksial stilling, at blodopsamlings kammeret 108's volu men i hovedsagen svarer til det ønskede blodprøvevolumen, og i denne stilling hvor stempeltætningen 107 vil være i indgreb med det gasgennemtrængelige materiale, der er anbragt i recessen 102. Kanylen 110's spidse frie ende indføres nu i en arterie, så at arterieblod 25 kan strømme gennem kanylen 110 og ind i kammeret 108 under det arterielle blodtryk. Gas eller luft kan så slippe ud af blodopsamlingskammeret 108 gennem en udluftningskanal, der dannes af et mellemrum 103, der afgrænses mellem stemplet 106's perifere ydre væg og sprøjtecylinderen 101's indervæg og af det gasgennemtrængelige materiale, 30 · der er anbragt i recessen eller recesserne 102. Når al luften er blevet uddrevet fra kammeret 108, og blod er trængt ind i mellemrummet 103 frem til tætningsringen 107, vil yderligere fremtrængning af blod blive standset, fordi gas, men ikke blod, kan passere igennem 6 147974 det hydrofobe materiale i recesserne, og kanylen kan nu fjernes fra arterien.When a blood sample is to be taken from an artery, the plunger 20 106 is placed in such an axial position that the volume of the blood collection chamber 108 corresponds substantially to the desired blood sample volume and in this position where the piston seal 107 will engage the gas permeable material. located in the recess 102. The pointed free end of the cannula 110 is now inserted into an artery so that arterial blood 25 can flow through the cannula 110 and into the chamber 108 under arterial blood pressure. Gas or air may then escape from the blood collection chamber 108 through a vent duct formed by a gap 103 defined between the peripheral outer wall of the plunger 106 and the inner wall of the syringe barrel 101 and the gas permeable material 30 disposed in the recess or recesses 102. Once all the air has been expelled from the chamber 108 and blood is penetrated into the gap 103 to the sealing ring 107, further penetration of blood will be stopped because gas, but not blood, can pass through the hydrophobic material in the recesses, and the cannula can now be removed from the artery.

Da det hydrofobe materiale indeholder luft eller gas, vil der blive tale om nogen kontakt mellem denne gas og blodet i kammeret 108. For at 5 reducere kontamination af den opsamlede blodprøve med gas, har stemplet 106 en forholdsvis stor aksial længde, og tætnings ri ngen 107 er anbragt ved den yderste ende af stemplet. Dette betyder, at blodet inde i kammeret 108 kun er i kontakt med det gasholdige hydrofobe materiale gennem det forholdsvis lange, snævre mellemrum 10 103.Since the hydrophobic material contains air or gas, there will be some contact between this gas and the blood in chamber 108. In order to reduce contamination of the collected blood sample with gas, the plunger 106 has a relatively large axial length and the sealing ring. 107 is disposed at the outer end of the piston. This means that the blood inside the chamber 108 is only in contact with the gaseous hydrophobic material through the relatively long narrow gap 103.

Disse gaskontaminationsproblemer kan om nødvendigt reduceres yderligere ved anvendelse af et hydrofilt eller opsvulmende materiale i recesserne 102. Det forholdsvis lange stempel 106, der er vist i fig. 1 og 4, kan erstattes af et kort konventionelt stempel som det i fig. 5 15 viste. I dette tilfælde kan der frembringes et undertryk eller en sugning derved, at stemplet bevæges fra sin inderste stilling i nærheden af halsen 109 til en stilling i nærheden af den inderste ende af recesserne 102. Dette kan være af betydning i tilfælde, hvor det arterielle tryk ikke er tilstrækkeligt til at bringe blod til at strømme 20 ind i blodopsamlingskammeret 108, når dette er i forbindelse med atmosfæren.These gas contamination problems can be further reduced if necessary by using a hydrophilic or swelling material in the recesses 102. The relatively long piston 106 shown in FIG. 1 and 4 may be replaced by a short conventional piston such as that of FIG. 5. In this case, a negative pressure or suction may be produced by moving the piston from its innermost position near the neck 109 to a position near the innermost end of the recesses 102. This may be of importance in cases where the arterial pressure is not sufficient to bring blood to flow 20 into the blood collection chamber 108 when in contact with the atmosphere.

Det er klart, at der inden for opfindelsens rammer kan foretages forskellige ændringer og modifikationer af de ovenfor beskrevne udførelsesformer. Således kan recesserne 102 udformes på en hvilken som 25 helst ønsket måde, og der kan i forbindelse med sprøjten anvendes andre typer stempler.It is to be understood that within the scope of the invention various changes and modifications of the embodiments described above can be made. Thus, recesses 102 may be formed in any desired manner and other types of pistons may be used in connection with the syringe.

Claims

147874

1. Syringe for sampling a liquid sample, e.g. artery blood, and having a syringe barrel (101) having at one end a sample inlet passage and a piston (106) slidably disposed within the barrel and sealingly engaging the inner surface of the barrel so that this is delimited by a sample collection chamber (108), characterized in that a portion of the inner cylinder surface which is axially spaced from said one end of the spray cylinder (101) is formed by a material which is permeable to gas and impermeable to gas. liquid, so that at least one vent channel (102) is formed for the sample collection chamber (108) at least in one axial position of the piston (106).

Syringe according to claim 1, characterized in that said material is arranged in at least one recess (102) formed in the inner surface of the cylinder (101).

Syringe according to claim 1 or 2, characterized in that the material is a hydrophobic filter material, a material which swells when it comes into contact with liquid, and / or a hydrophilic material with capillary action.

Syringe according to claim 3, characterized in that the material is microporous polyethylene, polypropylene and / or polytetrafluoroethylene.

Syringe according to any one of claims 2-4, 25, characterized in that the recess (102, Fig. 2) is annular and extends along the entire periphery of the inner cylinder surface.

Syringe according to any one of claims 2-4, characterized in that the material is arranged in several circumferentially spaced axially extending recesses (102, Fig. 3).