JP6787919B2 - 医療用流体管路システムのための医療用流体制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体管路システムの別の機能コンポーネントと接続するための少なくとも１個の接続ポートと、開放可能な閉鎖エレメントを備えた注入ポートとを具備する流体流動ハウジングを有しており、更に流体流動ハウジング内で可動に支持されていて流路セクションを具備する調節機構を有しており、流路セクションは調節機構の調節位置に応じて少なくとも１個の接続ポート及び／又は注入ポートに流体貫流のために調節移動可能である、医療用流体管路システムのための医療用流体制御装置に関する。

このような医療用流体制御装置は特許文献１により公知である。公知の医療用流体制御装置は、医療用注入システムのための三方活栓（コック）として作製されている。三方活栓は２個の接続ポートと１個の注入ポートを有しており、すべて流体流動ハウジングに一体的に添設されている。注入ポートはルアーロック接続部で組付け可能な閉鎖キャップの形式又は弾性的に可撓な閉鎖メンブレンの形式の開放可能な閉鎖エレメントを備えている。閉鎖キャップは注入ポートからねじを回して取り外すことができる。正面側の貫通スリットの範囲で弾性的に開くことができることにより閉鎖メンブレンは開放可能である。閉鎖メンブレンの開放は、特に注射器を押し当てることによって行われる。流体流動ハウジングは、流体流動ハウジング内で回転自在に支持された調節機構を有している。調節機構は流路セクションを備えており、これらの流路セクションは調節機構の位置に応じて両接続ポート又は少なくとも１個の接続ポート及び注入ポートと流体接続、即ち貫流接続している。そのため閉鎖エレメントが閉じると、即ち注入ポートが閉じると、接続ポートの領域で流体貫流を注入ポートに通し、それによって注入ポートの内側を徹底的に洗浄することが可能である。これにより注入ポート内に薬剤残滓が不都合に沈殿することを回避できる。

米国特許第７９８４７３０Ｂ２号明細書

本発明の課題は、患者のために特に正確な薬剤配量を可能にする、冒頭に述べた種類の医療用流体制御装置を提供することである。

この課題は、調節機構の少なくとも１個の流路セクション及び／又は注入ポートに、流体貫流時に注入ポートの内側の洗浄を助勢する少なくとも１個の機械的流動加速手段が付属していることによって解決される。それにより先行技術と比べて注入ポートの内側の更に改善された洗浄が達成される。従って本発明により注入ポートの領域で薬剤を添加した場合に、注入ポートの領域に薬剤残滓が留まらないことが保証されており、そのため注入ポートを通して供給される薬剤量は全部医療用流体管路システムの患者用管路に到達することができ、その結果患者において薬剤の極めて正確な配量が可能にされている。更に横方向の接続ポート／注入ポートの永久洗浄により沈殿物が回避される。機械的流動加速手段は少なくとも１個の接続ポートと注入ポートを通って案内される流体流動の速度上昇を引き起こし、そうすることによって流体流動は注入ポートの内側の領域で強制的に高い洗浄能力を生じさせることができる。機械的流動加速手段として好ましくは少なくとも１個の流路セクションで流体貫流のための流動断面を狭めることができる機械的流動誘導手段が設けられている。流動加速手段はノズル機能を有することができる。代替的又は補足的に、少なくとも１個の流動加速手段を少なくとも１個の流路セクションの壁領域における旋回流発生手段によって形成し、旋回流発生手段は流体貫流に旋回作用を及ぼし、それによってまた特に壁側の流体流動領域の加速を達成するようになっている。本発明による解決は、特に有利には注入システムの形式による医療用流体管路システムでの使用に適している。本発明による解決は細胞増殖抑制剤を投与するための注入システムで特に有利に使用できる。本発明でいう開放可能な閉鎖エレメントは、好ましくはルアーロック接続部により注入ポートと接続可能な閉鎖キャップとして、或いは注入ポート内に組み込まれた弾性的に可撓な閉鎖メンブレンとして作製されている。

本発明の構成において、流路セクション及び／又は注入ポート内に組み込まれた管セクションによって機械的流動加速手段が形成されており、その流動断面は上流側に隣接する調節機構の流路セクション又は注入ポート又は接続ポートの流動断面より小さい。そうすることによって管内管構成が生じ、管セクションの流動断面の縮小に基づいて流体貫流の加速を保証する。管セクションが流路セクションの内部に拘束されずに位置決めされている場合は、流体貫流を管セクションの外側を通って相応に下流側に位置する接続ポートへ還流させることが可能になる。この構成の変化例によれば、流路セクションにも注入ポートにもそれぞれ１個の管セクションが設けられており、調節機構の位置に応じて隣接する管セクションは、好ましくは互いに同時に位置合わせ可能である。隣接する管セクションは好ましくは同一の管断面を有している。少なくとも１個の管セクションは、調節機構が相応の調節位置を占めるとすぐ流体貫流を高められた流速で注入ポートの内部に導き入れる。

本発明の別の構成において、管セクションは調節機構の流路部分又は流体流動ハウジングの注入ポート内に一体的に成形されている。その際に管セクションは好ましくは添設された半径方向又は周方向リブを介して対応する流路セクション又は注入ポートの内壁と接続されている。

本発明の別の構成において、管セクションの外壁と、周囲の流路セクションの壁又は注入ポートの内壁との間に流体貫流を可能にする環状ギャップが設けられている。環状ギャップは、好ましくは部分リングセクションとして管セクションの外周の部分領域にのみ設けられて、管セクションと流路セクションの少なくとも１個の壁又は注入ポートの内壁との一体的接続を損ねないようになっている。

本発明の別の構成において、管セクションの内壁は、流体貫流に作用する旋回流発生ジオメトリを備えている。好ましくは管セクションの内壁の領域で一体的に添設された旋回流発生ジオメトリは、流体貫流の更に改善された加速を可能にする。旋回流発生ジオメトリは好ましくは管セクションの内壁に沿う流体貫流の層流を中断し、それによって流動加速を可能にする。

本発明のその他の利点及び特徴は、特許請求の範囲、並びに図面に示された本発明の好適な実施形態の以下の説明から明らかになる。

三方活栓の形をした本発明による医療用流体制御装置の実施形態の分解斜視図である。 図１に示した三方活栓の第１の機能位置における横断面図である。 図１及び図２に示した三方活栓の別の機能位置における横断面図である。 図１及び図２に示した三方活栓の別の機能位置における横断面図である。 図１及び図２に示した三方活栓の別の機能位置における横断面図である。 図１〜図５に示した三方活栓の調節機構の斜視図である。 図６に示した三方活栓の調節機構の流路部分のレベルにおける斜視図である。 図６及び図７に示した調節機構の縦断面図である。 図６及び図７と類似の調節機構の別の実施形態縦断面図である。 図９に示した調節機構の図８の縦断面図に従う縦断面図である。 本発明による医療用流体制御装置の別の実施形態の断面図である。 図２と類似の本発明による医療用流体制御装置の別の実施形態である。 図１２に示した医療用流体制御装置の、図１２の切断線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿って部分的に切断した側面図である。 図１２及び図１３に示した医療用流体制御装置の、注入ポートの領域にある閉鎖メンブレンを省略した斜視図である。

図１〜図８に示す医療用流体制御装置は三方活栓として実施されており、注入システムの形式による医療用流体管路システムに使用することが想定されている。三方活栓１は、プラスチック、好ましくはポリアミド又はポリカーボネートからなる、中空円筒状に形成された流体流動ハウジング２を有している。流体流動ハウジング２内にはチック（ｃｈｉｃｋ）と呼ばれる調節機構６が回動可能に支持されている。調節機構６は上側（図１）の領域に操作グリップを備えて、流体流動ハウジング２の内部で調節機構６を種々異なる機能位置の間で回動できるようになっている。調節機構６は下側の領域に詳細に図示しない係止手段を備えて、調節機構６を流体流動ハウジング２内で軸方向に固定している。このような調節機構６を固定するための係止手段は、出願人の米国特許第６５３６７４２Ｂ２号明細書により公知である。

流体流動ハウジング２は、流体流動ハウジング２内の調節機構６の回転軸に対して見て半径方向面において種々異なる方向に流体流動ハウジング２から半径方向に突出した３個のポートを有しており、それらのうち直径上で互いに向き合う２個のポートは接続ポート３、４として形成され、これらの接続ポート３、４に対して直角に突出しているポートは注入ポート５として形成されている。接続ポート３、４も注入ポート５も、流体流動ハウジング２に一体的に添設されている。接続ポート３は流体流動ハウジング２に対して離れた終端領域に、医療用流体管路システムの別の機能コンポーネントの一部である相補的なルアーロック接続部と接続するための外側ルアーロック断面形状を備えている。接続ポート４は、患者用管路、即ち静脈内又は非経口的又はその他の方法でそれぞれの患者と接続可能な流体管路と接続するために用いられる。

注入ポート５には、弾性的に可撓な閉鎖メンブレン７の形式による開放可能な閉鎖エレメントが付属しており、受容ハウジング８内に盃状に位置決めされている。受容ハウジング８は組み立てた状態では注入ポート５と固く接続されており、その結果として注入ポートの部分セクションをなしている。受容ハウジング８は流体流動ハウジング２から離れた終端領域に雌のルアーロック接続部断面形状を備えて、特に注射器の一部として形成された相補的なルアーロックコンポーネントと接続できるようになっている。

代替的に、本発明の図示されない実施形態では、受容ハウジングに開放可能な閉鎖エレメントの代わりに、注射器の雄のルアー接続を軸方向に突き刺すだけで雄のルアー接続と協働できる雌のルアーロック接続部を備えるようになっている。

注入ポート５を通して患者用管路に薬剤の形式による流体を配量できる。このために相応の注射器又は他の機能コンポーネントがルアーロック接続部によって注入ポート５と接続され、それによって閉鎖メンブレン７は強制的に弾性変形して開放状態に移行する。相応の薬剤配量を注入した後、注射器又は相応の他の機能コンポーネントは注入ポート５から再び取り外すことができ、それによって閉鎖メンブレン７は再びその閉鎖位置に戻る。

相応の機能コンポーネントを注入ポート５から取り外した後で、注入ポート５の内側の領域にまだある薬剤残滓を洗い出すために、接続ポート３と常時接続されている機能コンポーネントから三方活栓１を通って流入する流体貫流が注入ポート５内に導入され、次いで接続ポート４を通って更に患者用管路に送られる。

注入ポート５の内壁及び閉鎖メンブレン７の内壁の領域で注入ポートの内側５の徹底洗浄を改善するために、図１〜図８に示す実施形態では、調節機構６の内部で流路セクション１０の領域に、流路セクション１０内に組み込まれた管セクション１１の形式による機械的流動加速手段が設けられている。調節機構６は合計３個の流路セクション９、９’、１０を有しており、これらは調節機構内で接続ポート３、４及び注入ポート５のレベルに設けられている。流路セクション９、１０は、調節機構６の位置に応じて接続ポート３、４と注入ポート５との間に相応の流体貫流のための流体接続を生み出すように働く。流体流動ハウジング２に対する調節機構６の種々異なる調節位置、ひいては接続ポート３、４と注入ポート５との間の種々異なる流体経路が、図２〜図５に基づいて図示されている。

図２では、調節機構６の洗浄機能が調整されている。この場合、調節機構６の互いに同列の流路セクション９、９’は同軸に接続し互いに向き合う接続ポート３、４の間で直線的に延びているのに対し、流路セクション１０はこれらに対して直角に注入ポート５の内部と同軸に一列をなしている。この機能位置では管セクション１１も注入ポート５に向かって開いている。ここで接続ポート３に向かって開いている調節機構６の流路セクション９は、流路セクション９より流動断面が小さい管セクション１１内に直角に転向されていることが見て取れる。図示された実施形態では、調節機構６の流路セクション９及び流路セクション１０は、互いに同一の流動断面を有している。本発明の図示されない実施形態では、流路セクションは種々異なる流動断面を有することができ、その際に特に流路セクション１０の流動断面は流路セクション９の流動断面より大きい。管セクション１１は調節機構６内で一体的に成形されており、好ましくは流体流動ハウジング２が、有利にはポリカーボネート又はポリアミドの形式によるプラスチックからなるのと同様に作製されている。管セクション１１は、その外套の領域で流路セクション１０の内壁と離間しており、それにより管セクション１１の外套と流路セクション１０の内壁との間に環状ギャップ１２が生じている。この環状ギャップ１２を通して流路セクション１０は、図２で接続ポート４の方向に対向する流路セクション９’に向かって開いている。その結果として相応の環状ギャップ１２は、管セクション１１を通って注入ポート５の内部に導入された流体貫流を更に接続ポート４に送ることを可能にする。これに対して流路セクション９は互いに向き合う流路セクション９’に向かって閉じられているので、図２で入口側の接続ポート３を通して供給される流体は、専ら管セクション１１を通って注入ポート５内に誘導され、そこから環状ギャップ１２及び直径上で互いに向き合う流路セクション９’を通って更に出口側の接続ポート４に案内され得る。

図３では調節機構６は流体流動ハウジング２に対して回動されて、管セクション１１は接続ポート３に向けられているのに対して、環状ギャップ１２を通して流路セクション１０に向かって開いている流路セクション９’は注入ポート５に対向している。接続ポート４は調節機構６により閉じられている。

図４では、調節機構６が回動されて、注入ポート５が閉じており、両接続ポート３、４の間には流路セクション９、９’を通して同軸の流体貫通が生じている。流路セクション１０は流体流動ハウジング２内で注入ポート５と直径上で互いに向き合って位置決めされている。それゆえ接続ポート３から接続ポート４に向かう流体貫流は、流路セクション９’と環状ギャップ１２を通って流路セクション１０内に入り、そこから管セクション１１を通って接続ポート４に向かって開いている後続の流路セクション９へと進む。

図５では、調節機構６が回動されて、接続ポート３が閉じているのに対して、流路セクション９は注入ポート５に向かって開いており、流路セクション１０は接続ポート４に対して開かれている。管セクション１１も接続ポート４の長手方向中軸と同軸に位置合わせされている。この調節機構６の機能位置は、注入ポート５を通して薬剤溶液を患者用管路に供給できる注入位置に対応している。

図２に示す機能位置は、調節機構６の洗浄位置に対応しており、接続ポート３を通して供給される流体は注入ポート５と閉鎖メンブレン７の内側を洗浄でき、患者用管路と接続された出口側の接続ポート４に更に送られる。

図６〜図８に基づき、調節機構６が流体流動ハウジング２と対応するポート３〜５なしに再度図示されている。

図９及び図１０に示す調節機構６ａは、既に詳述した図１〜図８に示す調節機構６と実質的に等しい。調節機構６の代替として調節機構６ａを図１〜図８に示す三方活栓１の流体流動ハウジング２内に使用できる。調節機構６ａにおける本質的な相違点は、管セクション１０ａはその内壁の領域に追加的に旋回流発生ジオメトリ１４を備えていることである。図示された実施形態では旋回流発生ジオメトリ１４は、管セクション１１ａの相応の内壁セクションに一体的に成形されていて、流体貫流に追加的に旋回流を発生させ、その結果として流体貫流の流速を更に高めることができる。本発明の図示されない実施形態において、別途作製された部材に旋回流発生ジオメトリを設け、これを相応の管セクションに取り外せるように又は取り外せないように取り付けることができる。そうすることによって注入ポート５の徹底洗浄を更に改善できる。旋回流発生ジオメトリ１４は、特にコイル状に形成された壁断面形状として実施されている。別様に形成された壁断面形状を設けることもできる。そうすることによって流体貫流の外側流動領域は周方向に誘導され、全体として流体貫流に対する旋回機能が達成される。

図１１に示す医療用流体制御装置は、図１〜図８に基づいて説明した実施形態と実質的に同一に実施された三方活栓１ｂを表わしている。それゆえ繰返しを避けるために、図１〜図８の開示内容の参照を求める。三方活栓１ｂの機能又は構造が同一の部材及びセクションは、記号ｂを加えて同じ参照符号を付けている。

三方活栓１ｂと、更に図１〜図８に示す三方活栓１との唯一の相違点は、注入ポート５ｂは閉鎖メンブレンの形式による閉鎖エレメントを備えておらず、閉鎖キャップ７ｂの形式による閉鎖エレメントを備えていることである。閉鎖キャップ７ｂは雄のルアーロック接続部断面形状を備えているのに対して、注入ポート５ｂは相補的な雌のルアーロック接続断面形状を装備されている。操作者は閉鎖キャップ７ｂを回転させるだけで注入ポート５ｂ上にねじ締めでき又はそれから取り外すことができ、閉鎖キャップ７ｂの円錐セクションが注入ポート５の注入ポート５ｂ内に密着して下降する。

図１２〜図１４に示す実施形態では、既に図１〜図８に基づいて説明した実施形態と実質的に等しい三方活栓１ｃが設けられている。それゆえ繰返しを避けるために、図１〜図８の開示内容の参照を求める。三方活栓１ｃの同一の部材及びセクションは、記号ｃを加えて同じ参照符号を付けている。以下に、図１〜図８に示す実施形態との相違点について詳述する。図１２〜図１４に示す実施形態における本質的な相違点は、注入ポート５ｃ内に管セクション１３として形成された補足的な機械的流動加速手段が組み込まれていることである。管セクション１３は、流体流動ハウジング２ｃの部分セクション内に一体的に成形されて、注入ポート５ｃの部分をなしている。注入ポート５ｃのこの部分は、受容ハウジング８ｃを固定するための接合管をなし、その際に接合管と受容ハウジング８ｃは閉鎖メンブレン７ｃを包囲する。管セクション１３は注入ポート５ｃの接合管の流路セクション１５内に組み込まれて、流路セクション１５の壁と一体的に接続されている。このために管セクション１３はその上側に接続ウェブ１４を有しており、これにより管セクション１３は注入ポート５ｃの流路セクション１５内で懸架されている。管セクション１３は流路セクション１５及び接続ウェブ１４、並びに流体流動ハウジング２ｃと一緒に適当な製造方法で、特にプラスチック射出成形法によって成形され、接続ウェブ１４を介して流体流動ハウジング２ｃと一体的に接続されている。流体流動ハウジング２ｃには同様に接続ポート３ｃ、４ｃが一体的に添設されている。管セクション１３の管断面は、調節機構６ｃ内に成形された管セクション１１ｃの管断面と同一である。両管セクション１１ｃ及び１３は互いに同一の流動断面を有する。図１３に基づき、管セクション１３は回転対称形断面を有することが見て取れる。管セクション１３、及びまた図１〜図１１に示す管セクション１１及び１１ｂに対応する管セクション１１ｃは、２個の互いに水平に向き合い互いに平行な壁セクションを有しており、これらの壁セクションはそれぞれ上と下で断面がアーチ状に湾曲した壁セクションに移行している。回転対称形断面（円）も考慮される。図１３から見て取れるように、それぞれの管セクション１３又は１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃの流動断面の高さ寸法は幅寸法より大きい。本発明の図示されない実施形態に従い、管セクション１３はその外周に配設された複数の接続ウェブを介して注入ポート５ｃの接合管と一体的に接続され得る。代替的に、管セクション１３は若干の接続ウェブを介して注入ポート５ｃの流路セクション１５内に保持されるが、本発明の他の相応の実施形態では上側の領域ではなく、下側の領域、或いは図１３に従い左若しくは右を指す外側の領域に位置決めされている。

Claims (3)

1. 医療用流体管路システムのための医療用流体制御装置であって、
   流体管路システムの別の機能コンポーネントと接続するための少なくとも１個の接続ポート（３、３ｂ、３ｃ；４、４ｂ、４ｃ）と、開放可能な閉鎖エレメント（７、７ｂ、７ｃ）を備えた注入ポート（５、５ｂ、５ｃ）とを具備する流体流動ハウジング（２、２ｂ、２ｃ）を有し、
   更に、前記流体流動ハウジング（２、２ｂ、２ｃ）内で可動に支持されていて流路セクション（９、９’、１０；９ａ、９’ａ、１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）を具備する調節機構（６、６ａ、６ｂ、６ｃ）を有し、
   前記流路セクション（９、９’、１０；９ａ、９’ａ、１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）は前記調節機構（６、６ａ、６ｂ、６ｃ）の調節位置に応じて少なくとも１個の接続ポート（３、３ｂ、３ｃ；４、４ｂ、４ｃ）及び／又は注入ポート（５、５ｂ、５ｃ）に流体貫流のために調節移動可能である医療用流体制御装置において、
   前記調節機構（６、６ａ、６ｂ、６ｃ）の少なくとも１個の流路セクション（１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）及び／又は前記注入ポート（５ｃ）に、流体貫流時に前記注入ポート（５、５ｂ、５ｃ）の内側の洗浄を助勢する少なくとも１個の機械的流動加速手段（１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ；１３）が付属し、
   前記流路セクション（１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）及び／又は前記注入ポート（５ｃ）内に組み込まれた管セクション（１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ；１３）によって前記機械的流動加速手段が構成されており、その流動断面は上流側に隣接する前記調節機構（６、６ａ、６ｂ、６ｃ）の前記流路セクション（１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）又は前記注入ポート（５ｃ）又は前記接続ポート（３、４；３ｂ、４ｂ；３ｃ、４ｃ）の流動断面より小さく、
   前記管セクション（１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ；１３）の外壁と、周囲の前記流路セクション（１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ；１５）の壁又は前記注入ポート（５ｃ）の内壁との間に流体貫流を可能にする環状ギャップ（１２、１２ａ）が設けられていることを特徴とする医療用流体管路システムのための医療用流体制御装置。
2. 前記管セクション（１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ；１３）は、前記調節機構（６、６ａ、６ｂ、６ｃ）の前記流路セクション（１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）又は前記流体流動ハウジング（２、２ｂ、２ｃ）の前記注入ポート（５ｃ）内に一体的に成形されていることを特徴とする、請求項１に記載の医療用流体制御装置。
3. 前記管セクション（１１ａ）の内壁は、流体貫流に作用する旋回流発生ジオメトリ（１４）を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の医療用流体制御装置。

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