TW202243699A - 醫療用管件 - Google Patents

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袁敬堯
鄭文瑞
鐘敏帆
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南亞塑膠工業股份有限公司
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Abstract

本發明公開一種醫療用管件，所述醫療用管件包括一中空本體，所述中空本體內部形成有一輸氣通道，以供氣體通過。所述中空本體的材料為熱塑性聚酯彈性體，以所述熱塑性聚酯彈性體的總重為100重量百分比，所述熱塑性聚酯彈性體中包括50重量百分比至70重量百分比的硬鏈段以及30重量百分比至50重量百分比的軟鏈段。

Description

醫療用管件
本發明涉及一種醫療用管件，特別是涉及一種輸送氣體給患者及/或將氣體自患者輸送移除的醫療用管件。
醫療用管件可與一些儀器或設備連接形成一通路，或進一步構成一循環迴路，以達到將氣體提供給患者或/和將氣體輸送遠離患者的作用。例如：醫療用管件可與通氣機（ventilator）或麻醉機（anesthesia machine）連接。
舉例來說，現有的通氣機在使用時，通常會與一加濕器（humidifier）連接，使氣體運送至人體之前，先經過加溫及加濕的處理，最後再使經處理的氣體通過醫療用管件輸送至人體。加濕器的連接，可防止患者的內部器官脫水，並可降低患者於手術後恢復所需的時間。
然而，目前市面上的醫療用管件的隔熱效果通常較差，因此，經處理的氣體的溫度，通常會隨著醫療用管件的長度而降低。一旦氣體的溫度降低，氣體的飽和溼度也會隨之下降，如此一來，在輸送空氣的過程中，醫療用管件的內壁面容易形成冷凝水，並造成管路堵塞。另外，冷凝水的形成，也可能導致細菌的孳生。
若要避免冷凝水的形成，可縮短醫療用管件的長度，以縮短輸送氣體的時間並降低熱量散失；或者，於醫療用管件外加裝一隔熱套（thermal insulation sleeve），以減緩溫度下降的速率。然而，無論是縮減醫療用管件的長度還是加裝隔熱套的方式，皆會降低醫療用管件的使用便利性，另外，隔熱套還會負面影響醫療用管件的可彎曲性。據此，現有的醫療用管件仍有待改善。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種醫療用管件。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種醫療用管件。醫療用管件包括一中空本體，中空本體內部形成有一輸氣通道，以供氣體通過。中空本體的材料為熱塑性聚酯彈性體，以熱塑性聚酯彈性體的總重為100重量百分比，熱塑性聚酯彈性體中包括50重量百分比至70重量百分比的硬鏈段以及30重量百分比至50重量百分比的軟鏈段。
於本發明的一些實施例中，硬鏈段是由芳香族聚酯所構成，軟鏈段是由脂肪族聚酯或脂肪族聚醚所構成。
於本發明的一些實施例中，構成硬鏈段的芳香族聚酯，是選自於由聚對苯二甲酸丁二酯及聚對苯二甲酸乙二酯所構成的群組。
於本發明的一些實施例中，軟鏈段是由脂肪族聚醚所構成，脂肪族聚醚是選自於由聚四亞甲基醚二醇及聚乙二醇所構成的群組。
於本發明的一些實施例中，中空本體具有相對的一外管壁及一內管壁，內管壁圍繞輸氣通道，外管壁具有一外凸部。
於本發明的一些實施例中，外凸部沿著中空本體的軸向螺旋纏繞設置。
於本發明的一些實施例中，外凸部與中空本體一體成型。
於本發明的一些實施例中，內管壁為一平滑表面。
於本發明的一些實施例中，中空本體的厚度為100微米至600微米，醫療用管件於24小時單位長度的凝水量小於2.000克/公分。
於本發明的一些實施例中，中空本體的管壁厚度為10微米至小於100微米，醫療用管件於1小時單位長度的凝水量小於0.005克/公分。
本發明所提供的醫療用管件，其能通過“所述中空本體的材料為熱塑性聚酯彈性體”以及“以所述熱塑性聚酯彈性體的總重為100重量百分比，所述熱塑性聚酯彈性體中包括50重量百分比至70重量百分比的硬鏈段以及30重量百分比至50重量百分比的軟鏈段”的技術方案，以提升醫療用管件的透氣性，進而降低醫療用管件的凝水量。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“醫療用管件”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
請參閱圖1所示，本發明的醫療用管件1可搭配通氣機7、加濕器8及呼吸器9（respirator）使用，醫療用管件1連通設置於通氣機7、加濕器8及呼吸器9之間，並與通氣機7、加濕器8及呼吸器9共同構成一循環迴路。
於實際操作時，通氣機7會輸出一具有特定成分的乾燥氣體，乾燥氣體經由醫療用管件1輸送至加濕器8。加濕器8可對氣體加溫，使氣體的溫度可與人體的溫度更為接近，並可增加氣體的濕度。經加濕器8處理後的氣體會經由醫療用管件1輸送至呼吸器9，以供患者呼吸使用。另外，患者吐出的氣體，可經由醫療用管件1輸送至通氣機7，以達到自患者排除氣體的作用。
本發明的醫療用管件1具有較佳的透氣性，因此，當醫療用管件1內氣體的溫度下降，進而導致飽和溼度也下降之後，多餘的水氣分子可穿透醫療用管件1擴散至外界，不會完全在醫療用管件1內形成冷凝水。因此，本發明的醫療用管件1，可改善以往醫療用管件因隔熱效果差，所導致醫療用管件的內壁面容易形成冷凝水的問題。
具體來說，當溫度降低之後，醫療用管件1內多餘的水氣會先吸附於醫療用管件1的內管壁上，接著，水氣可擴散並穿透醫療用管件1的管壁逸散至外界，而降低醫療用管件1內的水氣量。如此一來，可避免多餘的水氣全部於醫療用管件1內形成冷凝水。
請參閱圖2所示，圖2為本發明的醫療用管件1的部分剖面示意圖。本發明的醫療用管件1包括一中空本體10，中空本體10內部具有一輸氣通道（gas conduit）100，其可供氣體通過。中空本體10具有相對的一外壁面101及一內壁面102，中空本體10的內壁面102環繞輸氣通道100。
中空本體10具可撓性，以增加使用便利性。中空本體10可以是透明、半透明或不透明，較佳為透明或半透明，以供使用者觀察輸氣通道100內是否有汙染物，或是否需清理積水。輸氣通道100大致為圓柱形的通道，然而，本發明不限於此，輸氣通道100亦可為其他幾何圖形的通道，例如方柱形或三角柱形。
中空本體10的材料是熱塑性聚酯彈性體（thermoplastic polyester elastomer，TPEE），熱塑性聚酯彈性體具有優良的加工特性，適用於射出成型、吹膜成型或是擠出成型的製造方式。並且，熱塑性聚酯彈性體還兼具了橡膠的柔軟性與彈性以及工程塑料的剛性與化學穩定性。
本發明的熱塑性聚酯彈性體，是由硬鏈段與軟鏈段交錯排列所構成的嵌段式共聚高分子（block copolymer），通過選用特定的硬鏈段（hard segment）及軟鏈段（soft segment），並調控硬鏈段與軟鏈段的重量比例，可聚合得本發明的熱塑性聚酯彈性體。
以熱塑性聚酯彈性體的總重為100重量百分比，熱塑性聚酯彈性體包含了50重量百分比至70重量百分比的硬鏈段以及30重量百分比至50重量百分比的軟鏈段。較佳的，熱塑性聚酯彈性體中硬鏈段的重量百分比大於軟鏈段的重量百分比。更佳的，熱塑性聚酯彈性體包含了55重量百分比至65重量百分比的硬鏈段以及35重量百分比至45重量百分比的軟鏈段。
於本發明中，熱塑性聚酯彈性體中的硬鏈段是由芳香族聚酯所構成，其中，芳香族聚酯是由芳香族二羧酸及脂肪族二醇，或是由芳香族二羧酸及脂環族二醇經共聚縮合反應而形成。芳香族二羧酸可以是但不限於：苯二羧酸、二苯基二羧酸或萘二羧酸；脂肪族二醇可以是但不限於：乙二醇、丙二醇、丁二醇或己二醇；脂環族二醇可以是但不限於：環己烷二醇。
於一較佳實施例中，構成硬鏈段的芳香族聚酯是選自於由下列所構成的群組：聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）及聚對苯二甲酸丁二酯（polybutylene terephthalate，PBT），但不以此為限。
熱塑性聚酯彈性體中的軟鏈段是由脂肪族聚酯或脂肪族聚醚所構成，其中，脂肪族聚酯是由脂肪族二羧酸及脂肪族二醇，或是由脂肪族二羧酸及脂環族二醇經共聚縮合反應而形成。脂肪族聚醚是由脂肪族二醇共聚縮合反應而形成，或是由環氧烷及脂肪族二醇開環聚合而形成。脂肪族二羧酸可以是但不限於：丙酸、己酸、庚酸、辛酸或月桂酸；脂肪族二醇可以是但不限於：乙二醇、丙二醇、丁二醇或己二醇；脂環族二醇可以是但不限於：環己烷二醇；環氧烷可以是但不限於：環氧乙烷、環氧丙烷或四氫呋喃。具體來說，軟鏈段的數量平均分子量為500至5000；較佳的，軟鏈段的數量平均分子量為1000至4000。
於一較佳實施例中，軟鏈段是由脂肪族聚醚所構成，脂肪族聚醚是選自於由下列所構成的群組：聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）及聚四亞甲基醚二醇（polytetramethylene ether glycol，PTMEG），但不以此為限。
於合成熱塑性聚酯彈性體時，可先混合脂肪族二羧酸及脂肪族二醇進行縮合反應，或混合脂肪族二羧酸及脂環族二醇進行縮合反應，或是先混合環氧烷及脂肪族二醇進行開環聚合反應，以形成一前驅物樹脂組成物。接著，再將合成前述硬鏈段所需的單體（例如：芳香族二羧酸以及脂肪族二醇或脂環族二醇），投入前驅物樹脂組成物中，待聚合反應結束後，即可完成本發明的熱塑性聚酯彈性體。上述熱塑性聚酯彈性體的製造步驟僅用於說明，並非用於限制本發明。
[第一實施例]
請參閱圖2所示，第一實施例的醫療用管件1是一波紋管（corrugated tube）。中空本體10的外管壁101具有與中空本體10一體成型的一外凸部11，中空本體10的內管壁102具有與中空本體10一體成型的一內凸部12。具體來說，外凸部11以及內凸部12分別形成於中空本體10的相對兩側且位置相對應，且外凸部11以及內凸部12沿著中空本體10的軸向以相同的螺距（pitch）螺旋纏繞成型。
中空本體10的管壁厚度為50微米至600微米，以使醫療用管件1具有適當的透氣性，可有效降低醫療用管件1內冷凝水的產生，且亦可符合醫療用管件1的漏氣量測試標準（ISO 5367:2000）。
於第一實施例中，醫療用管件1的製造方式，是先聚合製得本發明含有特定硬鏈段及軟鏈段比例的熱塑性聚酯彈性體，並壓製呈片體。然後，將熱塑性聚酯彈性體片體捲繞於一模具上，經熱壓、熔融及脫模的步驟之後，即可完成本發明的醫療用管件1。
[第二實施例]
請參閱圖3所示，第二實施例的醫療用管件1是另一種波紋管，第二實施例的中空本體10與第一實施例的中空本體10相似，中空本體10的外管壁101具有與中空本體10一體成型的外凸部11，其差異在於：第二實施例的中空本體10的內管壁102是一平滑表面。
因此，當中空本體10的內管壁102是一平滑表面時，水氣較不容易附著而形成冷凝水，取而代之的是，過多的水氣會擴散至中空本體10外，故可改善以往中空本體10因隔熱效果差，所導致中空本體10的內壁面102容易形成冷凝水的問題。
[第三實施例]
請參閱圖4所示，第三實施例的醫療用管件1是又再一種波紋管，第三實施例的中空本體10與第二實施例的中空本體10相似，中空本體10的外管壁101具有與中空本體10一體成型的外凸部11，中空本體10的內管壁102是平滑表面。其差異在於：第三實施例的外凸部11包括多個環體，且多個環體以相同的間距平行形成於中空本體10的外管壁101上。
[第四實施例]
請參閱圖5所示，第四實施例的醫療用管件1是一種螺旋管（spiral tube）。中空本體10的外管壁101上設置有螺旋纏繞的外凸部11，外凸部11沿著中空本體10的軸向以相同的螺距（pitch）螺旋纏繞設置。中空本體10的內管壁102是平滑表面。於一較佳實施例中，外凸部11可與中空本體10一體成型。
中空本體10的管壁厚度為10微米至小於100微米。在第四實施例中，中空本體10的管壁較薄，為了使醫療用管件1具有足夠的機械強度，外凸部11具有支撐中空本體10以及維持中空本體10形狀的作用。
於第四實施例中，醫療用管件1的製造方式，是先聚合製得本發明含有特定硬鏈段及軟鏈段比例的熱塑性聚酯彈性體，並壓製呈片體。接著，將熱塑性聚酯彈性體片體捲繞於一模具上，並將外凸部11沿著中空本體10的軸向，以相同的螺距（pitch）螺旋纏繞設置於中空本體10的外管壁101，以達到支撐中空本體10並維持中空本體10形狀的作用。
[實驗數據測試]
為了證實本發明的醫療用管件具有良好的透氣性，可降低凝水量的產生，將本發明中第二實施例的醫療用管件與通氣機與加濕器連接，並模擬實際使用時的狀況以進行比較測試。
其中，實施例1至3的醫療用管件的材質為熱塑性聚酯彈性體，其中，硬鏈段是PBT、軟鏈段是PEG，且硬鏈段及軟鏈段的重量百分比為60：40。比較例的醫療用管件的材質為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA），與目前市售的醫療用管件的材料相同。實施例1至3以及比較例1的醫療用管件使用的材料、中空管體的管壁厚度以及於24小時單位長度的凝水量列於下表1中。
通氣機設定的參數包括：通氣頻率為每分鐘12次、充氣量為每次600毫升、充氣時間及放氣時間分別為1秒及4秒、放氣後的壓力保持為5厘米水柱（cm H 2O）以及通入的氣體中包含21%的氧氣。加濕器設定的參數包括：目標溫度為35.5°C，並維持30 mg/L的絕對溼度。實驗進行時外界的溫度為23至26°C，且外界的相對濕度為40至60%。
表1
  材料 管壁厚度（μm） 24小時單位長度的凝水量（g/cm）
實施例1 TPEE（硬鏈段：軟鏈段=60：40） 300 0.985
實施例2 400 1.234
實施例3 500 1.834
比較例1 EVA 400 4.368
根據表1的結果，可得知本發明的醫療用管件1的確具有較佳的透氣性。當醫療用管件1的厚度為100微米至600微米時，24小時單位長度的凝水量低於3.000 g/cm；較佳的，當醫療用管件1的厚度為100微米至600微米時，24小時單位長度的凝水量低於2.000 g/cm。更佳的，醫療用管件1的厚度為100微米至600微米時，24小時單位長度的凝水量低於1.800 g/cm。
另外，將第四實施例的醫療用管件與盛裝有70°C溫水的水杯連通，以模擬實際使用時的狀況以進行比較測試。其中，實施例4的醫療用管件1的材質為熱塑性聚酯彈性體，其中，硬鏈段是PBT、軟鏈段是PEG，且硬鏈段及軟鏈段的重量百分比為60：40。比較例2的醫療用管件的材質為發泡聚酯，與目前市售的醫療用管件的材料相同。實施例4以及比較例2的醫療用管件使用的材料、中空管體的管壁厚度以及1小時單位長度的凝水量列於下表2中。
表2
  材料 管壁厚度（μm） 1小時單位長度的凝水量（g/cm）
實施例4 TPEE（硬鏈段：軟鏈段=60：40） 20 0.002
比較例2 發泡聚酯 20 0.006
根據表2的結果，可得知本發明的醫療用管件1的確具有較佳的透氣性。當醫療用管件1的管壁厚度為10微米至小於100微米時，1小時單位長度的凝水量低於0.005 g/cm；較佳的，當醫療用管件1的厚度為10微米至小於100微米時，1小時單位長度的凝水量低於0.004 g/cm；更佳的，當醫療用管件1的厚度為10微米至小於100微米時，1小時單位長度的凝水量低於0.003 g/cm。
此外，本發明的醫療用管件不僅具有較佳的透氣性可降低冷凝水的生成量，還符合目前針對醫療用管件所訂定的規格測試，包括：漏氣量測試（ISO 5367:2000）、拉伸測試（ISO 5367:2000）、濕度測試（ISO 8185:2007）、相容性測試（ISO 5367:2000）以及阻抗值測試（ISO 5367:2000）。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的醫療用管件1，其能通過“所述中空本體10的材料為熱塑性聚酯彈性體”以及“以所述熱塑性聚酯彈性體的總重為100重量百分比，所述熱塑性聚酯彈性體中包括50重量百分比至70重量百分比的硬鏈段以及30重量百分比至50重量百分比的軟鏈段”的技術方案，以提升醫療用管件1的透氣性，進而降低醫療用管件1的凝水量。
更進一步來說，本發明所提供的醫療用管件1，能通過“所述硬鏈段是由芳香族聚酯所構成，所述軟鏈段是由脂肪族聚酯或脂肪族聚醚所構成”的技術方案，使醫療用管件1具有良好的透氣性，在使用時可具有較少的凝水量。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
1:醫療用管件 10:中空管體 100:輸氣通道 101:外管壁 102:內管壁 11:外凸部 12:內凸部 7:通氣機 8:加濕器 9:呼吸器
圖1為本發明醫療用管件搭配通氣機、加濕器及呼吸器的使用示意圖。
圖2為本發明第一實施例的醫療用管件的部分剖面示意圖。
圖3為本發明第二實施例的醫療用管件的部分剖面示意圖。
圖4為本發明第三實施例的醫療用管件的部分剖面示意圖。
圖5為本發明第四實施例的醫療用管件的剖面示意圖。
1:醫療用管件
7:通氣機
8:加濕器
9:呼吸器

Claims (10)

  1. 一種醫療用管件，其包括一中空本體，所述中空本體內部形成有一輸氣通道，以供氣體通過；其中，所述中空本體的材料為熱塑性聚酯彈性體，以所述熱塑性聚酯彈性體的總重為100重量百分比，所述熱塑性聚酯彈性體中包括50重量百分比至70重量百分比的硬鏈段以及30重量百分比至50重量百分比的軟鏈段。
  2. 如請求項1所述的醫療用管件，其中，所述硬鏈段是由芳香族聚酯所構成，所述軟鏈段是由脂肪族聚酯或脂肪族聚醚所構成。
  3. 如請求項2所述的醫療用管件，其中，構成所述硬鏈段的所述芳香族聚酯，是選自於由聚對苯二甲酸丁二酯及聚對苯二甲酸乙二酯所構成的群組。
  4. 如請求項2所述的醫療用管件，其中，所述軟鏈段是由所述脂肪族聚醚所構成，所述脂肪族聚醚是選自於由聚四亞甲基醚二醇及聚乙二醇所構成的群組。
  5. 如請求項1所述的醫療用管件，其中，所述中空本體具有相對的一外管壁及一內管壁，所述內管壁圍繞所述輸氣通道，所述外管壁具有一外凸部。
  6. 如請求項5所述的醫療用管件，其中，所述外凸部沿著所述中空本體的軸向螺旋纏繞設置。
  7. 如請求項5所述的醫療用管件，其中，所述外凸部與所述中空本體一體成型。
  8. 如請求項5所述的醫療用管件，其中，所述內管壁為一平滑表面。
  9. 如請求項1所述的醫療用管件，其中，所述中空本體的厚度為100微米至600微米，所述醫療用管件於24小時單位長度的凝水量小於2.000克/公分。
  10. 如請求項1所述的醫療用管件，其中，所述中空本體的管壁厚度為10微米至小於100微米，所述醫療用管件於1小時單位長度的凝水量小於0.005克/公分。
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