JP4358304B2

JP4358304B2 - Universal plug

Info

Publication number: JP4358304B2
Application number: JP52271898A
Authority: JP
Inventors: コンスタブル，ケビン・エヌ
Original assignee: SmithKline Beecham Corp
Current assignee: SmithKline Beecham Corp
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2017-11-12
Also published as: WO1998021109A1; NZ335580A; JP2001503718A; CA2271337A1; EP1015336A4; AU5175098A; CA2271337C; EP1015336A1

Description

発明の範囲
本発明は、ヒト血液などの収集および取り扱い用にヘルスケアにおいて用いるようなサンプル容器の種々の直径の容器を閉めるのに用いることのできる万能プラグに関する。また、このプラグを自動化キャッピングおよび脱キャッピング装置に用い、該容器の自動化工程を可能とする。
発明の分野
患者から得られたサンプルをアッセイすることは、試料のアリコートを吸引することおよびこれを分析工程に供することに関して、高度に自動化されるようになっている。サンプル試料をこれらの分析装置に輸送することもまた、自動化において実質的な進歩の起こることが見られている。しかしながら、輸送メカニズム上への導入用に試料を調製すること、または、それらが一旦オン−ラインとなった後にそれらを開けることを自動化することはほとんどなされていない。プラグまたは試料容器もしくはボトル上のプラグを取り外すこと、および、容器内部の試料が採取され処理された後、口を再度閉めることに関しては、特に事実である。試料が汚染されないように、試料損失を防ぐように、または、将来の照合のためにそれらが利用可能であることを要求する法または規制を満たすように、クロージャーが必要とされる。
試料は、存在するクロージャーを取り外すことにより採取でき、技術者が自由に接触することが可能である。優れた研究室業務または規制は、新しくきれいなクロージャーを、試料に再度フタをするのに用いることを指示する。試料容器は、直径が様々であり、再度フタをするために種々のクロージャーの選択を必要とする。万能クロージャー（またはプラグ）は、研究室内で保存、処理される試料容器のクロージャーを提供する、迅速でコストの効率的な方法を提供できる。
結果として、試料の取り扱いをさらに自動化するために必要とされるものは、フタを取る／再度フタをする装置およびこの機械により処理可能な適合する万能プラグである。必要なフタを取る／再度フタをする装置は、１９９５年７月２４日出願の同時継続出願の米国特許出願番号６０／００１３７９号に見ることができる。本発明は、万能プラグを提供する。
発明の概要
本発明は、．４”〜．５８”の直径のどのような大きさの試料容器にも用いることのできる万能プラグを含む。万能プラグは、リングの１組を特定の直径の範囲に割り当てる。各中空のポスト上に位置する３組のリングがある。各リング組は、直径の十分な範囲のサブセットに適応する、ゾーンを含む。
リングの外側の直径および柱の外側の直径間の幾何学的関係は、必要な挿入力ならびにクロージャーおよび容器間のシールを制御し、流出を防ぐ。リング間およびリングの各ゾーン間が垂直方向に離れていることにより、容器中でのプラグの安定性が提供される。ポストの長さが、各ゾーンの挿入の深さを決定する。リングはまた、位置決めおよび挿入の容易さのための先のとがったまたは面取りされたリーディングエッジを備えてもよい。
核み付キャップは、プラグの手動、ロボットまたは自動化取り外しの容易な制御を提供できる。内面の平坦な表面を用い、プラグの手動、ロボットまたは自動化挿入を助ける。プラグ中の通気孔は、挿入の際の圧力の軽減、および温度変化に対する制御されたガス抜きが可能となる。
材料の厚さは、製造コストと、挿入、封止または掴みに必要な強度とのバランスを取る。全体の設計は、容易な取り外しまたは挿入を提供し、容器への損傷を防ぎ、試料の脱水または汚染を制限する。
【図面の簡単な説明】
本発明を、添付する図面を参考にして、単に例示として記載する。
図１は、装置の開放コアを見下ろす、プラグの上面図を示す。
図２は、プラグの断面図を示す。
発明の詳説
本万能プラグの設計は、医療試料を吸出すまたは処理するのに現在用いられている容器またはボトルに該プラグをしっかりと嵌合させることを目的とする。この設計は、滑らかな内腔を有する容器で特にうまく作動する。これは、現在医療で利用可能な血液を吸い出すための容器のいずれのタイプにおいても用いることができる。これらの容器は、大きさが約０．４〜約０．５８インチの範囲の内径を有する。一例が、滑らかな内腔を有し、針で貫くことのできる軟質ゴム製プラグで閉められた、汎用されている前以って真空状態にした血液引き込み容器である。かかる容器は、市販されている。最も一般的に利用可能な容器は、BectonDickinsonから市販される「Vacutainer^TM」である。通常、３つの大きさがあるこれらの容器では、フタをはずし、何らかの手段により試料を採取するか処理する。試料アリコートを取り出した後、その環境から汚染されるのを防ぐため、または、容器が揺さぶられたり倒された場合に、試料の損失を防ぐために、容器を閉めるべきである。最初のゴム製プラグは、再利用可能であるが、これはめったに行われない。研究室業務、規制またはガイドラインは、容器からプラグを取り外した場合には、該プラグを廃棄するように指示する。このことは、汚れたプラグが他の容器に用いられ、試料が交差汚染されることを防止する。このことはまた、ある者またはある物がプラグと接触し、それが有するかもしれないいずれかの残留物による汚染を減少させる。
本万能プラグは、かかるサンプル容器を閉めるための手段を提供する。これは、現在利用可能な容器すべてにおいて用いることができる。サンプル試料を、このように単離し、蒸発を減少させるか防ぐ。サンプルをこれらのプラグとともに輸送することを意図するものではない。それは、プラグを容器に挿入したならば、空気を逃すことができるように、プラグは、圧力放出孔を有するように設計されているためである。容器中の空気を圧縮することにより生じる圧力は、プラグを固定するか、または、容器から外れるプラグを押すために、相当な力を必要とする。このことは、容器を迅速に処理することを難しくし、通気孔のないプラグを固定するのに必要な圧力が容器のガラス壁を破損する可能性がある。
一般に、プラグは、段状に重ねられた実質的に同心円筒である下記の一連の中空ポストに設計される。各ポストは、複数の薄い可撓性リングを有し、各々は先のものよりも小さな直径を有する。もっとも大きな直径のポストは、手動、ロボットまたは自動化手段によりプラグを掴むために用いる厚いリングをさらに有する。薄いリングを容器にはめ込み、内容物がこぼれるのを防ぐ。各ポスト上の複数のリングは、挿入されたプラグの安定性、よりよい密封、および挿入の容易性を提供する。
第１のポストは、もっとも大きな直径を有する。これは本質的に円形である。内表面は、滑らかである。ポストの頂部は、ウェブを形成する複数のガセットが取りつけられた厚い外側のリングを有し、刻み付外表面を支持し、これによりキャップを形成する。刻み付を付すことにより、ヒト、ロボットまたは自動化手段により、よりよく掴むことが可能となる。刻み付キャップの下側には、１組の薄いリングがある。これらのリングは、もっとも大きな直径の容器中に挿入される。容器は、刻み付キャップの底表面に対して固定される。
第２の中空ポストは、第１のポストに隣接して位置し、肩部はこの接合部により定義される。
第２のポストは、中間の大きさの直径を有する。これは本質的に円形である。内表面は、滑らかである。中間の大きさの容器に挿入された場合に、容器の封止を提供するために、中間の大きさのリングを用いる。ポストの底は、このポストをカップ様外観とする内部キャップを有する。このキャップ表面は、過剰の圧力を放出するための通気孔を有する。先のもっとも大きな直径のポストの最後のリングは、中間の大きさの容器の頂部のシートを提供する。
第３の中空ポストは、第２のポストに隣接して位置し、肩部はこの接合部により定義される。
第３のポストは、もっとも小さい直径を有する。これは本質的に円形である。内表面は、滑らかである。小さな大きさの容器に挿入された場合に、容器の封止を提供するために、もっとも小さいリングのセットを用いる。セットの最後のリングは、より小さく、プラグを小さな容器中に位置させるための面取り部を有する。先の中間の大きさの直径のポストの最後のリングは、小さい大きさの容器の頂部のシートを提供する。
この好ましい形態において、内径（ＩＤ）が０．４”〜０．５８”の間であり、開口部を形成するネックが本質的に平行な壁を有するいずれの容器のいずれの開口部にも適合するように、このプラグを設計する。これらの測定値は、ネック開口部の平均ＩＤを意味する。いくつかの容器では、ネックの口は、開口部のちょうど頂部部分でわずかに湾曲する；磨かれた(burnished)なる語は、しばしばこの丸いタイプを記載するのに用いられる。いくつかの容器では、ネックの頂部縁が漏斗のようにわずかに外にフレアであってもよい。この漏斗形状が著しすぎる場合、おそらくプラグがしっかりと固定されないこととなり、極端な場合には、まったく封止が得られない。漏斗がネックで逆になっている場合、プラグは容易に固定され、保持される。
このプラグにおいて、２またはそれ以上の可撓性の環状リングを用い、ネックの内表面を接触させる。これにより、プラグを固定し、容器が傾いた場合に内容物の損失を防ぐための手段が提供される。プラグが容器中に挿入されると、リングは上方に傾き、容器の内側にしっかりとついてそれを効果的に封止する。最低３つの封止が、内容物がこぼれるのを防ぐのに必要である。１つの封止が各リングにより提供され、最後の封止は、次のより大きな直径ゾーンの最後のリングにより提供される。
このプラグの他の好ましい特徴は、プラグを固定するのに必要な挿入力が小さいことである。下向きの力として測定する場合、約１０ポンドまたはそれ以下の挿入力が好ましい。この１０ポンドの力は、手動、ロボットまたは自動化手段が再度フタを閉めることを容易にする。この挿入力は、いくつかの方法で制御される。１つの方法は、リングの外側直径とポストの外側直径間の幾何学的な関係による。これはリングの深さである。好ましい深さは、０．０３５〜０．０５５である。挿入力に影響する第２の手段は、材料選択による。プラスチック、ゴム、または合成の材料を選択できる。挿入力に影響する第３の手段は、フィンの厚さによる。フィンの厚さは、材料選択および可撓性装置の必要性と関連して選択される。
プラグは通気孔を除いて充実体とすることができ；または、ポストの１またはそれ以上を充実体とし、他を中空のコアで作成してもよく；またはすべてが中空のコアを有するようにすることができる。中空のコア構造が好ましい。プラグが十分に剛性であり、挿入力に耐えることができるように、中空のコアプラグは、１またはそれ以上のポストに位置する少なくとも１つの充実体架橋を有する。通気孔を有する充実体架橋は小さいポストと中間のポストの間の肩部に位置付けできる。ポストが通気孔を構成する場合、壁厚さが変わり得る。壁厚さは、０．０１０”〜０．０３０”で変わり得る。
プラグの全体の高さは、０．３”〜１”の範囲であることができる。本明細書で例示する医療試料容器用に、プラグは、約０．５”の長さであるべきである。所定のポストの高さは、他のポストとは無関係に変わり得る。好ましい高さは、医薬試料容器について約０．２”である。他の容器については、プラグの全体の高さおよび各ポストの高さを、所定の容器のネックおよび開口部の要求を満たすように変えることができる。
環状リングをポストと同じであることのできる変形可能な材料またはより可撓性の材料で作成する。これらのプラグを作成するために、射出形成がコスト的に最も有効な方法であるので、該プラグ装置が１つの材料のものであることが期待される。リングは、可撓性であることが要求されるように、相対的に薄いが、破れたり構造的保存性をほとんど有さないかもしくは有さないほど、薄くはない。リングは、挿入の間または十分な変形下で、他のリングと接触しないように、ポスト上に置かなければならない。
ガス抜きを、内側から外側へおよび外側なら内側への圧力流を可能にする小さな封止されていない孔を作成することにより行う。この孔を、医療サンプルがもれることまたは湿気が入ることを防ぐ大きさとする。孔径は、約０．００２”である。
図面の説明
図１は、中空プラグの頂面図である。図２は、プラグの中央の断面図である。３つのポストは、（１）、（２）および（３）として示される。最も内側のポスト（３）は、もっとも小さい直径のリングであり、小さい直径のチューブに適合する大きさである。中間のポスト（２）は、中間の大きさの直径のリングであり、中程度の範囲の直径のチューブに適合する大きさである。外側のポスト（１）は、もっとも大きな直径のチューブに適合する大きさであり、掴むための刻み付（４）外側表面と一体化される。刻み付（４）外側表面と一緒になった外側のポスト（１）は、ハチの巣状の外観を有する。ハチの巣のリブ（５）は、取り外しおよび挿入の間、プラグに安定性と強度を提供する。ポスト（３）は、図２に示すようなキャップ様外観を含む表面（６）を有する。頂部表面（６）は、チューブからの圧力放出用の通気孔（７）を有する。
ポスト（１）は、２つのリング（９）および（１０）を有する。刻み付リング（８）の底は、リング（９）および（１０）上に挿入されたチューブの頂部に封止を形成する。リング（９）および（１０）は、類似の直径を有する。ポスト（２）は、２つのリング（１１）および（１２）を有する。リング（１０）の底は、リング（１１）および（１２）上に挿入されたチューブの頂部に封止を形成する。リング（１１）および（１２）は、類似の直径を有する。ポスト（３）は、３つのリング（１３）、（１４）および（１５）を有する。リング（１２）の底は、リング（１３）、（１４）および（１５）上に挿入されたチューブの頂部に封止を形成する。リング（１３）、（１４）および（１５）は、類似の直径を有する。リング１５は、面取り部（１６）を有し、プラグのチューブへの挿入を容易にする。Scope of the Invention The present invention relates to a universal plug that can be used to close various diameter containers of sample containers, such as those used in healthcare for the collection and handling of human blood and the like. In addition, this plug can be used in an automatic capping and decapping apparatus to enable an automated process of the container.
FIELD OF THE INVENTION Assaying a sample obtained from a patient has become highly automated with respect to aspirating an aliquot of the sample and subjecting it to an analytical process. Transporting sample samples to these analyzers has also been seen to make substantial progress in automation. However, little has been done to prepare samples for introduction onto the transport mechanism or to automate opening them once they are on-line. It is particularly true with regard to removing the plug or the plug on the sample container or bottle and closing the mouth again after the sample inside the container has been taken and processed. Closures are required so that samples are not contaminated, to prevent sample loss, or to meet laws or regulations that require them to be available for future verification.
The sample can be taken by removing the existing closure and can be freely contacted by a technician. Good laboratory practice or regulation dictates that a new clean closure is used to recap the sample. Sample containers vary in diameter and require different closure choices to re-cap. Universal closures (or plugs) can provide a fast and cost-effective way to provide sample container closures that are stored and processed in the laboratory.
As a result, what is needed to further automate the handling of the sample is a lid remover / recap device and a compatible universal plug that can be handled by this machine. An apparatus for removing / recovering the necessary lid can be found in co-pending US patent application Ser. No. 60/001379, filed Jul. 24, 1995. The present invention provides a universal plug.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a. Includes a universal plug that can be used with any size sample container from 4 "to .58" in diameter. A universal plug assigns a set of rings to a specific diameter range. There are three sets of rings located on each hollow post. Each ring set includes zones that accommodate a subset of a sufficient range of diameters.
The geometric relationship between the outer diameter of the ring and the outer diameter of the column controls the required insertion force and the seal between the closure and the container and prevents spillage. The vertical separation between the rings and each zone of the rings provides plug stability in the container. The length of the post determines the depth of insertion for each zone. The ring may also include a leading edge that is pointed or chamfered for ease of positioning and insertion.
The nuclei cap can provide easy control of manual, robotic or automated removal of the plug. Uses a flat surface on the inside to assist manual, robotic or automated insertion of plugs. The vent in the plug allows for pressure reduction during insertion and controlled venting with respect to temperature changes.
The thickness of the material balances manufacturing costs with the strength required for insertion, sealing or gripping. The overall design provides easy removal or insertion, prevents damage to the container and limits sample dehydration or contamination.
[Brief description of the drawings]
The present invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a top view of the plug overlooking the open core of the device.
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the plug.
Detailed Description of the Invention The design of this universal plug is intended to securely fit the plug into a container or bottle currently used to aspirate or process medical samples. This design works particularly well with containers having a smooth lumen. This can be used in any type of container for drawing blood that is currently available in medicine. These containers have an inner diameter in the range of about 0.4 to about 0.58 inches in size. An example is a commonly used pre-vacuum blood draw-in container that has a smooth lumen and is closed with a soft rubber plug that can be pierced with a needle. Such containers are commercially available. The most commonly available container is “Vacutainer ^™ ” commercially available from Becton Dickinson. Usually, in these three sizes of containers, the lid is removed and a sample is taken or processed by some means. After removing the sample aliquot, the container should be closed to prevent contamination from its environment or to prevent sample loss if the container is shaken or tilted. The first rubber plug is reusable, but this is rarely done. Laboratory practices, regulations or guidelines direct the disposal of the plug if it is removed from the container. This prevents dirty plugs from being used for other containers and the sample from being cross-contaminated. This also reduces contamination by some residue that one or some may come into contact with and may have.
The universal plug provides a means for closing such a sample container. This can be used in all currently available containers. Sample samples are isolated in this manner to reduce or prevent evaporation. It is not intended to transport samples with these plugs. This is because the plug is designed to have a pressure release hole so that air can escape once the plug is inserted into the container. The pressure generated by compressing the air in the container requires considerable force to fix the plug or push the plug out of the container. This makes it difficult to process the container quickly, and the pressure required to secure the plug without vents can damage the glass wall of the container.
In general, plugs are designed into the following series of hollow posts that are substantially concentric cylinders stacked in stages . Each post has a plurality of thin flexible rings, each having a smaller diameter than the previous one. The largest diameter post further has a thick ring used to grab the plug by manual, robotic or automated means. Fit a thin ring into the container to prevent the contents from spilling. Multiple rings on each post provide stability of the inserted plug, better sealing, and ease of insertion.
The first post has the largest diameter. This is essentially circular. The inner surface is smooth. The top of the post has a thick outer ring with a plurality of gussets forming the web attached to support the knurled outer surface, thereby forming a cap. With the knurling, it can be better gripped by humans, robots or automated means. Below the knurled cap is a set of thin rings. These rings are inserted into the largest diameter container. The container is secured to the bottom surface of the knurled cap.
The second hollow post is located adjacent to the first post and the shoulder is defined by this joint.
The second post has an intermediate size diameter. This is essentially circular. The inner surface is smooth. An intermediate sized ring is used to provide a container seal when inserted into an intermediate sized container. The bottom of the post has an internal cap that makes the post a cup-like appearance. The cap surface has vents for releasing excess pressure. The last ring of the largest diameter post above provides the top sheet of a medium sized container.
The third hollow post is located adjacent to the second post and the shoulder is defined by this joint.
The third post has the smallest diameter. This is essentially circular. The inner surface is smooth. The smallest set of rings is used to provide a container seal when inserted into a small sized container. The last ring of the set is smaller and has a chamfer for positioning the plug in a small container. The last ring of the previous medium size diameter post provides the top sheet of the small size container.
In this preferred form, the inner diameter (ID) is between 0.4 "and 0.58" and the neck forming the opening fits any opening of any container having essentially parallel walls. Design this plug to be. These measured values mean the average ID of the neck opening. In some containers, the neck mouth is slightly curved at the very top of the opening; the term burnished is often used to describe this round type. In some containers, the top edge of the neck may be slightly flared out like a funnel. If this funnel shape is too prominent, the plug will probably not be securely fastened, and in extreme cases, no seal will be obtained. If the funnel is reversed at the neck, the plug is easily secured and retained.
In this plug, two or more flexible annular rings are used to contact the inner surface of the neck. This provides a means for securing the plug and preventing loss of contents when the container is tilted. As the plug is inserted into the container, the ring tilts upwards and securely attaches to the inside of the container to effectively seal it. A minimum of three seals are necessary to prevent the contents from spilling. One seal is provided by each ring and the last seal is provided by the last ring of the next larger diameter zone.
Another preferred feature of this plug is that the insertion force required to secure the plug is small. When measured as a downward force, an insertion force of about 10 pounds or less is preferred. This 10 pound force facilitates manual, robotic or automated means to close the lid again. This insertion force is controlled in several ways. One way is by a geometric relationship between the outer diameter of the ring and the outer diameter of the post. This is the depth of the ring. A preferred depth is 0.035 to 0.055. A second means of affecting the insertion force is by material selection. Plastic, rubber or synthetic materials can be selected. A third means that affects the insertion force depends on the thickness of the fin. The thickness of the fin is selected in relation to material selection and the need for flexible devices.
The plug can be solid except for the vents; or one or more of the posts can be solid and the other can be made of a hollow core; or all have a hollow core can do. A hollow core structure is preferred. The hollow core plug has at least one solid bridge located at one or more posts so that the plug is sufficiently rigid and able to withstand insertion forces. A solid bridge with vents can be located on the shoulder between the small and intermediate posts. If the post constitutes a vent, the wall thickness can vary. The wall thickness can vary from 0.010 "to 0.030".
The overall height of the plug can range from 0.3 "to 1". For the medical sample containers exemplified herein, the plug should be about 0.5 "long. The height of a given post may vary independently of the other posts. Is about 0.2 "for a pharmaceutical sample container. For other containers, the overall height of the plug and the height of each post can be varied to meet the requirements of a given container neck and opening.
The annular ring is made of a deformable or more flexible material that can be the same as the post. Since injection molding is the most cost effective method for making these plugs, it is expected that the plug device will be of one material. The ring is relatively thin, as required to be flexible, but not so thin that it has little or no tear or structural preservation. The ring must be placed on the post so that it does not contact other rings during insertion or under sufficient deformation.
Venting is performed by creating small unsealed holes that allow pressure flow from the inside to the outside and, if outside, the inside. The holes are sized to prevent leakage of medical samples or moisture. The pore size is about 0.002 ".
DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a top view of a hollow plug. FIG. 2 is a cross-sectional view of the center of the plug. The three posts are shown as (1), (2) and (3). The innermost post (3) is the smallest diameter ring and is sized to fit a small diameter tube. The middle post (2) is a medium sized diameter ring and is sized to fit a medium range of diameter tubes. The outer post (1) is sized to fit the largest diameter tube and is integrated with the knurled (4) outer surface for gripping. The outer post (1) with the knurled (4) outer surface has a honeycomb-like appearance. The honeycomb rib (5) provides stability and strength to the plug during removal and insertion. The post (3) has a surface (6) that includes a cap-like appearance as shown in FIG. The top surface (6) has a vent (7) for pressure release from the tube.
The post (1) has two rings (9) and (10). The bottom of the knurled ring (8) forms a seal at the top of the tube inserted on the rings (9) and (10). Rings (9) and (10) have similar diameters. The post (2) has two rings (11) and (12). The bottom of the ring (10) forms a seal at the top of the tube inserted on the rings (11) and (12). Rings (11) and (12) have similar diameters. The post (3) has three rings (13), (14) and (15). The bottom of the ring (12) forms a seal at the top of the tube inserted on the rings (13), (14) and (15). Rings (13), (14) and (15) have similar diameters. The ring 15 has a chamfer (16) to facilitate insertion of the plug into the tube.

Claims

A universal plug that can be used with any container that has a uniform diameter neck and has an opening with an inner diameter of 1 centimeter to 1.5 centimeters (0.4 inch to 0.58 inch) The following series of hollow posts, which are concentric cylinders stacked in steps:
a) the knurled outer surface, a first shoulder at the bottom of the post, one integrated construction and the first post or more cyclic deformation having a surface perpendicular to the common axis of the plug A first post located at the top of the plug , wherein the bottom ring is integral with the shoulder of the first post and extends outwardly ;
b) a shoulder at the bottom of the second post having a plane perpendicular to the concentric axis of the plug, and one or more annular deformable rings integrally constructed with the second post. A second post located between the first post and the third post and having a diameter smaller than the diameter of the first post , wherein the bottom ring is the shoulder of the second post And c) one or more annular deformable rings constructed integrally with the third post and a top having a vent for venting pressure from the container A third post having a surface , located at the bottom of the plug and having a diameter smaller than the diameter of the second post , wherein the bottom ring is for assisting insertion of the plug into the container Having chamfered parts ;
Including all-purpose plug.