WO2016096776A1 - Ventil - Google Patents

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WO2016096776A1
WO2016096776A1 PCT/EP2015/079677 EP2015079677W WO2016096776A1 WO 2016096776 A1 WO2016096776 A1 WO 2016096776A1 EP 2015079677 W EP2015079677 W EP 2015079677W WO 2016096776 A1 WO2016096776 A1 WO 2016096776A1
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valve
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memory polymer
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closed
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PCT/EP2015/079677
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Inventor
Melanie FAHRENDORFF
Martin Biehl
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Fresenius Kabi Deutschland GmbH
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Fresenius Kabi Deutschland GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/002—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by temperature variation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M39/00—Tubes, tube connectors, tube couplings, valves, access sites or the like, specially adapted for medical use
    • A61M39/22—Valves or arrangement of valves
    • A61M39/24—Check- or non-return valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M39/00—Tubes, tube connectors, tube couplings, valves, access sites or the like, specially adapted for medical use
    • A61M39/22—Valves or arrangement of valves
    • A61M39/26—Valves closing automatically on disconnecting the line and opening on reconnection thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M39/00—Tubes, tube connectors, tube couplings, valves, access sites or the like, specially adapted for medical use
    • A61M39/22—Valves or arrangement of valves
    • A61M39/24—Check- or non-return valves
    • A61M2039/2433—Valve comprising a resilient or deformable element, e.g. flap valve, deformable disc

Definitions

  • the invention relates to a valve for lines or fittings of lines for storage bags for medical fluids.
  • Medical fluid storage bags are connected to conduit fittings that allow the storage bags to be connected to other bag systems or medical fluid processing equipment.
  • Medical fluids in the sense of the present disclosure are, for example, blood, blood components such as plasma, packed red blood cells or similar, as they emerge from a blood donation process, infusion solutions, e.g. Saline or the like, additives such as e.g. Citrate solutions or anticoagulant solutions used in the processing of blood components.
  • Prior art blood bag systems with medical fluid storage containers include barrier means for allowing flow through a conduit of the blood bag system for a medical fluid in the blood bag system or to be transferred to the blood bag system.
  • Such shut-off means may for example be formed as break-off plastic cannulae, which are arranged within a line section of the blood bag system and can be broken either manually or by means of an automatic crushing device to allow the flow of liquid through the conduit. Reclosing the lines of the blood bag system is not possible with the cannulas, the break off plastic cannulae are only once used.
  • Valves known in the art for various fluid conduits are provided to control or interrupt fluid flow through the conduit. Valves have a closure part, which is provided for closing and thus interrupting the flow through the conduit.
  • the closure member is actuated by an actuator, wherein the actuator in known valves, for example, requires an external action.
  • External action in the sense of the present disclosure means an action by means of mechanical actuation by a lever or cock or the like, or else electromechanical, hydraulic, thermal or pneumatic actuation possibilities. These valves are intended for multiple or frequent actuation.
  • Object of the present invention is to provide a valve of the type mentioned, with which an opening or closing operation of the valve is possible without external mechanical action.
  • a valve for lines or fittings of lines for storage bags for medical fluids with a closed and an open valve position, with a movable closure member and a closure member controlling actuator, which actuator is a shape-memory polymer for controlling the closure member between the closed and the open valve position includes.
  • shape-memory polymers are known to those skilled in the art and have a shape, eg a shape or a volume, which can be changed between a first state and a second state while changing physical and / or chemical environmental conditions.
  • the change in the ambient conditions can be done differently, either abruptly from a first environmental condition to a second, different environmental condition, or else continuously.
  • the change in the shape of the shape-memory polymer from the first state to the second state can occur correspondingly, depending on the implementation of the change in the ambient conditions abruptly, continuously or taking on intermediate states.
  • valves for fittings are possible in various applications where medical fluids are to be transferred from a storage container to another storage container, other containers / media or the like, for example in infusions or nutritional solutions, especially in blood donation systems or transfusion systems.
  • the movable closure part from the closed to the open valve position of the valve by changing the shape-memory polymer shape from a first to a second state or vice versa can be transferred.
  • the shape-memory polymer can be designed to be convertible from the first state to the second state by changing physical environmental conditions.
  • the physical environmental conditions which can cause transfer from a first state to a second state in the case of shape-memory polymers are, for example, a change in the ambient temperature of the shape-memory polymer or else a change in the light conditions which can bring about such a change in shape.
  • Change in the lighting conditions in the sense of the present disclosure means the deliberately induced illumination such that the shape change of the shape-memory polymer is brought about by this illumination. This is particularly advantageous because such changes in the physical environmental conditions allow a valve actuation from the outside, but without external action, so contactless.
  • a corresponding valve is to be regarded as a passive component, which leads to considerable advantages in terms of testing regulations and standards.
  • Exemplary shape memory polymers that undergo transition from a first state to a second state by changing ambient temperature are PNIPAAm, PDEAAm, PDAAEMA, PMMA, or epoxy polymers.
  • the shape memory polymer can be converted from the first state to the second state by changing the chemical environmental conditions.
  • the chemical environmental conditions which can lead to a transfer from a first state to a second state in the case of shape-memory polymers are, for example, a change in the pH of a liquid surrounding or flushing around the shape-memory polymer.
  • Exemplary shape memory polymers, which undergo a change from the first state to the second state when the chemical ambient conditions change, in particular when the pH changes, are PMAA, PAA, PLILL, PEI, PDMAEMA, PDEAEAM, PEPyM, PMMA or epoxy polymers.
  • the movable closure part is formed by the shape-memory polymer of the actuator.
  • the closure part by the shape memory polymer it is also possible, for example, to form a valve for lines, which prevents the flow through a conduit of a storage bag system in a simple manner.
  • This can be realized by arranging a shape memory polymer component as an actuation and closure part in the conduit, or by forming a conduit section from a shape memory polymer which, upon a corresponding change of the environmental conditions in its shape changes so that the line is interrupted or opened.
  • the invention further relates to a connector for conduits of medical liquid storage bags having at least one valve according to one of the above embodiments.
  • foolproof connection pieces which allow, for example, according to predetermined chemical environmental conditions in the form of a specific pH value, a flow through the valve, or prevent a flow through the valve for a different preset pH value.
  • This makes it possible to connect storage bags with medicinal liquids with a certain pH only with matched fittings, because at other fittings that are designed for different pH values, a flow of medical fluid due to the then occurring shape change of the shape memory Polymer and the corresponding closing of the valve would be prevented.
  • foolproof connection pieces are formed in a simple manner.
  • Confusion-proof in the sense of the present disclosure means that in contrast to terminals, which are for example mechanically designed so that they can only be connected to a certain type of line, but not to others, and thereby preclude a false connection confusion, here by the Change in shape of the shape memory polymer with a wrongly connected connector, a flow through the connector is prevented accordingly.
  • terminals which are for example mechanically designed so that they can only be connected to a certain type of line, but not to others, and thereby preclude a false connection confusion, here by the Change in shape of the shape memory polymer with a wrongly connected connector, a flow through the connector is prevented accordingly.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment
  • valve according to the invention in a first, opened state
  • Fig. 2 is a schematic representation of the embodiment of the valve according to the invention of Figure 1 in a second, closed
  • Fig. 3 shows an embodiment for use of inventive
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a further exemplary embodiment of a valve according to the invention in a first, opened state
  • Fig. 5 is a schematic representation of the embodiment of the valve according to the invention of Figure 4 in a second, closed
  • Figures 1 and 2 show a connector 1 of a line 2, which line 2 for the transmission of medical fluids, for example in blood donation systems or transfusion systems in the form of saline solutions, citrate solutions with anticoagulants or blood products such as plasma, packed red blood cells or the like can be used.
  • the connector 1 in this case comprises a connection region 3, which via suitably designed mechanical connection means 4 for Connecting with figuratively not shown storage containers for such medical fluids features.
  • a valve 5 is provided, which allows a flow of the medical fluid through the conduit 2 in an open valve position, as shown in FIG. 1, or in a closed valve position.
  • FIG. 2 shows the valve 5 of FIG. 1 in the closed valve position.
  • the valve 5 has for this purpose a movable closure part 6, which is rotatably mounted on a bearing 7 in the embodiment for opening or closing an opening region 8 of the valve 5.
  • a first wall 9 and a second wall 10 define the opening region 8 such that between the connection area 3 and the line 2 in the open valve position of the valve 5, a passage of liquid from the connection area 3 into the line 2 is made possible only through the opening area 8.
  • the valve 5 has an actuating member 1 1, which is designed to control the movable closure part 6 between the open valve position and the closed valve position of the valve 5.
  • actuating member 1 which is designed to control the movable closure part 6 between the open valve position and the closed valve position of the valve 5.
  • a first liquid-permeable membrane 12 (shown in dashed lines), which is arranged fixedly between connecting region 3 and valve 5, and a second liquid-permeable membrane 13 (shown in dashed lines), which is arranged fixedly between first wall 9 and line 2
  • a molded Memory polymer 14 arranged such that by a change in shape of the shape memory polymer 14, a transfer of the movable closure member 6 is made possible from the open valve position shown in Figure 1 in the illustrated with reference to FIG 2 closed valve position.
  • the shape-memory polymer 14 is shown such that it changes its shape from a first state in the form of a deformed hollow body in Figure 1 in a second state of the formed hollow body as shown in Fig. 2.
  • the shape memory polymer for example, in one state forms a compressed polymer fiberballs and in another state, the polymer fiberballs has expanded by extending the individual fibers, so that a change from the compressed Condition in the expanded state can exert a force on the closure part.
  • an increase in volume by Swelling of the shape memory polymer possible, which leads to an actuation of the closure part 6.
  • a resilient return of the movable closure member into the open valve position which holds the closure member 6 in the open position or returns to this open position when the shape memory polymer is in its open valve position corresponding shape.
  • This can e.g. be realized by the fact that the closure part is fixedly coupled to the shape memory polymer, for example glued or the like.
  • the shape-memory polymer 14 can be converted by changing physical and / or chemical environmental conditions from the first state with a first shape or shape into the second state with a second shape or shape. Such a change in shape can be brought about, for example, by subjecting a corresponding shape-memory polymer material to a change in temperature or a change in the surrounding light conditions with a correspondingly transparent design of the surrounding area in which the shape-memory polymer 14 is arranged.
  • Shape memory polymers that respond to such change in physical environmental conditions through such volume change or shape change are, for example, PNIPAAm, PDEAAm, PDAAEMA, PMMA, or epoxy polymers.
  • Such a change in shape can also be brought about by changing the pH of a liquid flowing through.
  • the shape-memory polymer 14 is designed such that it has a first, low volume in a first state in a flowing liquid having a first pH value, through which the movable closure member 6 of the valve 5 in the open position of the figure 1 remains, whereas in a flowing liquid having a second pH value different from the first pH value, a second, increased volume has a force exerted by the increase in volume of the shape memory polymer 14 on the movable closure part 6 of the valve 5 and this is transferred to the closed valve position as in the figure 2 with complete interruption of the flow possibility of the liquid through the opening portion 8.
  • Shape-memory polymer materials which respond to such a change in chemical environmental conditions in the form of an altered pH, For example, PMAA, PAA, PLILL, PEI, PDMAEMA, PDEAEAM, PEPyM, PMMA or epoxy polymers.
  • FIG 3 shows the use of fittings 1, V according to the embodiments of Figures 1 and 2 in a plasma dispensing system.
  • a donor S via an access by means of injection needle 15 and a line 16 blood is removed.
  • a processing device 17 this so-called whole blood is processed, for example, separated by centrifugation or filtration into individual components (not shown figuratively).
  • medical fluids for example citrate solutions and / or anticoagulants, can be added to the components of the whole blood from storage containers 18 via lines 19 in the processing device 17.
  • the plasma to be taken from the blood of the donor is transferred from the processing device 17 via a further line 20 into another storage bag 21 and the remaining blood is again administered to the donor S via the line 16 and the injection needle 15.
  • the dispenser S may be provided to provide the dispenser S to replace the withdrawn blood liquid via a line 22 and a port 23 from a storage container 24 via the processing device 17, for example in the form of saline.
  • the container 24 is connected to the line 22 via a connector 1, the storage container 18 via a connecting piece 1 'with the line 19.
  • the connector 1' for connecting the storage container 18 with the line 19 differs from the connector 1 to the connection of the storage version 20 with the conduit 22 by the shape memory polymer 14 or 14 'used.
  • a shape-memory polymer 14' for controlling the movable closure member 6 of the valve 5 is provided, which holds the movable closure member 6 in the open valve position of the valve 5 at the pH of the citrate solution, whereas a saline solution Connector 1 ' would cause the shape memory polymer of the connector 1' to close the valve 5 by increasing the size of the volume of the shape memory polymer 14 '.
  • a shape-memory polymer 14 is provided for controlling the movable closure part 6 of the valve 5, which holds the movable closure part 6 in the open position of the valve 5 at the pH of the saline solution and correspondingly, when a citrate solution is connected to the connection piece 1 with a correspondingly different pH value, the movable closure part 6 is already enlarged by increasing the volume or changing the shape, as already described with reference to FIGS. 1 and 2 described, for controlling the movable closure part 6 in the closed valve position of the valve 5 leads.
  • fittings 1 and V for connection of the storage container 24 to the line two 20 and the storage container 18 to the line 19 ensures that by the different pH of the saline solution from the storage container 24 and the citrate solution the storage container 18 is a confusion of the storage container 18 and 24 and a wrong connection securely prevented. This leads to an improved safety of the use of medical fluids.
  • FIGS. 4 to 6 show a further exemplary embodiment of a valve 25 according to the invention for a line 26 with a shape-memory polymer closure part 27, which is arranged in the guide 26 by means of fastening means 28 and in the open state, as in FIGS. 5 and 6 shown, a through opening 29 which is closed in the state shown in Figure 4.
  • the shape memory polymer closure part 27 has elastic properties such that it is in a closed position of FIG. 4 due to a liquid flowing through the line 26 (shown by the arrows in FIGS.

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Abstract

Es wird ein Ventil (5, 25) für Leitungen oder Anschlussstücke (1, 1') von Leitungen (19, 22, 26) für Aufbewahrungsbeutel (18, 21, 24) für medizinische Flüssigkeiten mit einer geschlossenen und einer geöffneten Ventilstellung, mit einem beweglichen Verschlussteil (6, 27) sowie einem das Verschlussteil (6, 27) steuernden Betätigungsglied, welches Betätigungsglied ein Form-Gedächtnis-Polymer (14, 14', 27) zur Steuerung des Verschlussteils (6, 27) zwischen der geschlossenen und der geöffneten Ventilstellung umfasst. Weiterhin wird ein Anschlussstück (1, 1') mit einem derartigen Ventil (5, 25) vorgeschlagen.

Description

Ventil
Die Erfindung betrifft ein Ventil für Leitungen oder Anschlussstücke von Leitungen für Aufbewahrungsbeutel für medizinische Flüssigkeiten.
Aufbewahrungsbeutel für medizinische Flüssigkeiten werden an Anschlussstücke von Leitungen angeschlossen, mit denen die Aufbewahrungsbeutel mit anderen Beutelsystemen oder Geräten zur Verarbeitung der medizinischen Flüssigkeiten verbunden werden können. Medizinische Flüssigkeiten im Sinne der vorliegenden Offenbarung sind dabei beispielsweise Blut, Blutkomponenten wie Plasma, Erythrozytenkonzentrat oder ähnliches, wie sie aus einem Blutspendeprozess hervorgehen, Infusionslösungen, z.B. Kochsalzlösung oder dergleichen, Zusätze wie z.B. Citrat-Lösungen oder Antikoagulanzlösungen, die bei der Verarbeitung von Blutkomponenten verwendet werden.
Aus dem Stand der Technik bekannte Blutbeutelsysteme mit Aufbewahrungsbehältern für medizinische Flüssigkeiten umfassen dabei Absperrungsmittel, mit welchen der Durchfluss durch eine Leitung des Blutbeutelsystems für eine im Blutbeutelsystem befindliche oder in das Blutbeutelsystem zu überführende medizinische Flüssigkeit ermöglicht werden kann. Derartige Absperrungsmittel können beispielsweise als abbrechbare Kunststoffkanülen ausgebildet sein, welche innerhalb eines Leitungsabschnittes des Blutbeutelsystem angeordnet sind und entweder manuell bzw. mittels einer automatischen Brecheinrichtung gebrochen werden können, um den Durchfluss der Flüssigkeit durch die Leitung zu ermöglichen. Ein Wiederverschließen der Leitungen des Blutbeutelsystems ist mit den Kanülen nicht möglich, die abbrechbaren Kunststoffkanülen sind nur einmal verwendbar. Aus dem Stand der Technik bekannte Ventile für verschiedenen Flüssigkeitsleitungen sind vorgesehen, um einen Durchfluss der Flüssigkeit durch die Leitung zu kontrollieren bzw. zu unterbrechen. Ventile weisen dazu ein Verschlussteil auf, welches zum Verschliessen und damit zum Unterbrechen des Durchflusses durch die Leitung vorgesehen ist. Das Verschlussteil wird durch ein Betätigungsglied betätigt, wobei das Betätigungsglied bei bekannten Ventilen beispielsweise eine äußere Einwirkung erfordert. Äußere Einwirkung im Sinne der vorliegenden Offenbarung meint dabei eine Einwirkung mittels mechanischer Betätigung durch einen Hebel oder Hahn oder dergleichen, oder auch elektromechanische, hydraulische, thermische oder pneumatische Betätigungsmöglichkeiten. Diese Ventile sind für eine mehrfache bzw. häufige Betätigung vorgesehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil der eingangs genannten Art auszubilden, mit dem ein Öffnungs- bzw. Schließvorgang des Ventils ohne äußere mechanische Einwirkung ermöglicht ist.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch ein Ventil für Leitungen oder Anschlussstücke von Leitungen für Aufbewahrungsbeutel für medizinische Flüssigkeiten mit einer geschlossenen und einer geöffneten Ventilstellung, mit einem beweglichen Verschlussteil sowie einem das Verschlussteil steuernden Betätigungsglied, welches Betätigungsglied ein Form-Gedächtnis-Polymer zur Steuerung des Verschlussteils zwischen der geschlossenen und der geöffneten Ventilstellung umfasst.
Form-Gedächtnis-Polymere als solche sind dem Fachmann bekannt und weisen eine Gestalt, z.B. eine Form oder ein Volumen, auf, welche zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand unter Änderung von physikalischen und/oder chemischen Umgebungsbedingungen veränderbar ist. Die Änderung der Umgebungsbedingungen kann dabei unterschiedlich geschehen, entweder sprungartig von einer ersten Umgebungsbedingung zu einer zweiten, anderen Umgebungsbedingung, oder aber auch kontinuierlich. Die Änderung der Gestalt des Form-Gedächtnis-Polymers vom ersten Zustand in den zweiten Zustand kann dabei entsprechend je nach Durchführung der Änderung der Umgebungsbedingungen sprunghaft, kontinuierlich oder unter Einnahme von Zwischenzuständen geschehen. Mittels einer derartigen Änderung der Gestalt eines Form-Gedächtnis-Polymers bei entsprechender Änderung der physikalischen und/oder chemischen Umgebungsbedingungen ist es in einfacher Weise möglich, ein Betätigungsglied für ein Ventil auszubilden, wobei die Formänderung des Form-Gedächtnis-Polymers zur Steuerung des Verschlussteils des Ventils einsetzbar ist, ohne dass eine äußere Einwirkung nötig ist. Der Einsatz derartiger Ventile für Anschlussstücke ist bei verschiedenen Anwendungen möglich, bei denen medizinische Flüssigkeiten aus einem Aufbewahrungsbehälter nach Verarbeitung in einen anderen Aufbewahrungsbehälter, andere Behälter/Medien oder dergleichen überführt werden sollen, beispielsweise bei Infusionen oder Ernährungslösungen, insbesondere auch bei Blutspendesystemen oder Transfusionssystemen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das bewegliche Verschlussteil von der geschlossenen in die geöffnete Ventilstellung des Ventils durch Formveränderung des Form-Gedächtnis-Polymers von einem ersten in einen zweiten Zustand oder umgekehrt überführbar.
Das Form-Gedächtnis-Polymer kann dabei durch Änderung physikalischer Umgebungsbedingungen von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar ausgebildet sein. Die physikalischen Umgebungsbedingungen, welche bei Form- Gedächtnis-Polymeren eine Überführung aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand verursachen können, sind beispielsweise eine Änderung der Umgebungstemperatur des Form-Gedächtnis-Polymer oder auch eine Änderung der Lichtverhältnisse, welche eine derartige Formveränderung bewirken können. Änderung der Lichtverhältnisse im Sinne der vorliegenden Offenbarung meint dabei die gezielt herbeigeführte Beleuchtung derart, dass durch diese Beleuchtung die Formänderung des Form-Gedächtnis-Polymers herbeigeführt wird. Dies ist insbesondere deswegen vorteilhaft, weil derartige Änderungen der physikalischen Umgebungsbedingungen eine Ventilbetätigung von außen, aber ohne äußeren Einwirkung, also kontaktlos, ermöglichen. Somit ist ein entsprechendes Ventil als passives Bauteil zu betrachten, was im Hinblick auf Prüfungsvorschriften und Normen zu erheblichen Vorteilen führt. Beispielhafte Form-Gedächtnis-Polymere, welche durch Änderung der Umgebungstemperatur eine Überführung aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand erfahren, sind PNIPAAm, PDEAAm, PDAAEMA, PMMA oder Epoxy-Polymere.
In einer anderen besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Form- Gedächtnis-Polymer durch Änderung chemischer Umgebungsbedingungen von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar. Die chemischen Umgebungsbedingungen, welche bei Form-Gedächtnis-Polymeren zu einer Überführung aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand führen können, sind beispielsweise eine Änderung des pH-Wertes einer das Form-Gedächtnis-Polymer umgebenden oder umspülenden Flüssigkeit. Beispielhafte Form-Gedächtnis-Polymere, welche unter Änderung der chemischen Umgebungsbedingungen, insbesondere bei Änderung des pH-Wertes, eine Überführung aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand erfahren, sind PMAA, PAA, PLILL, PEI, PDMAEMA, PDEAEAM, PEPyM, PMMA oder Epoxy-Polymere.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das bewegliche Verschlussteil durch das Form-Gedächtnis-Polymer des Betätigungsglieds gebildet. Bei derartiger Ausbildung des Verschlussteils durch das Form-Gedächtnis-Polymer ist es beispielsweise auch möglich, ein Ventil für Leitungen auszubilden, welches den Durchfluss durch eine Leitung eines Aufbewahrungsbeutelsystems in einfacher Weise verhindert. Dies kann dadurch realisiert sein, dass ein Form-Gedächtnis-Polymer-Bauteil als Betätigungs- und Verschlussteil in der Leitung angeordnet ist, oder dadurch, dass ein Leitungsabschnitt aus einem Form-Gedächtnis-Polymer gebildet ist, welcher sich bei entsprechender Änderung der Umgebungsbedingungen in seiner Gestalt derart ändert, dass die Leitung unterbrochen oder geöffnet wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Anschlussstück für Leitungen von Aufbewahrungsbeutel für medizinische Flüssigkeiten mit mindestens einem Ventil gemäß einer der obigen Ausführungsformen.
Durch die Verwendung eines derartigen Ventils in einer Leitung oder einem Anschlussstück für Leitungen von Aufbewahrungsbeuteln für medizinische Flüssigkeiten ist es möglich, verwechslungssichere Anschlussstücke auszubilden, welche beispielsweise für entsprechend vorgegebene chemische Umgebungsbedingungen in Form eines bestimmten pH-Wertes einen Durchfluss durch das Ventil ermöglichen, bzw. für einen entsprechend anderen vorgegebenen pH-Wert einen Durchfluss durch das Ventil verhindern. Dadurch ist es möglich, Aufbewahrungsbeutel mit medizinischen Flüssigkeiten mit einem bestimmten pH-Wert nur mit darauf abgestimmten Anschlussstücken anzuschließen, weil an anderen Anschlussstücken, die für andere pH-Werte ausgebildet sind, ein Durchfluss der medizinischen Flüssigkeit wegen der dann auftretenden Formänderung des Form-Gedächtnis-Polymers und dem entsprechenden Schließen des Ventils verhindert werden würde. Somit sind in einfacher Weise verwechslungssichere Anschlussstücke ausgebildet. Verwechslungssicher im Sinne der vorliegenden Offenbarung meint dabei, dass im Gegensatz zu Anschlüssen, welche beispielsweise mechanisch so ausgebildet sind, dass sie lediglich an einen bestimmten Leitungsart angeschlossen werden können, an andere jedoch nicht, und dadurch einen falschen Anschluss verwechslungssicher ausschließen, hier durch die Formänderung des Form-Gedächtnis-Polymers bei einem falsch angeschlossenen Anschlussstück ein Durchfluss durch das Anschlussstück entsprechend verhindert wird. Dadurch sind wie im Fall einer mechanisch unterschiedlichen Ausgestaltung von Anschlüssen die Folgen einer Verwechslung oder einer fehlerhaften Verbindung wirksam verhindert, da das Ventil auf Grund seiner Eigenschaften den Durchfluss sicher öffnet oder sicher schließt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen sowie Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
erfindungsgemäßen Ventil in einem ersten, geöffneten Zustand;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils der Figur 1 in einem zweiten, geschlossenen
Zustand;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel zur Verwendung von erfindungsgemäßen
Anschlussstücken für Aufbewahrungsbeutel für medizinische Flüssigkeiten;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ventil in einem ersten, geöffneten Zustand;
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils der Figur 4 in einem zweiten, geschlossenen
Zustand; und eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils der Figuren 4 und 5 in einem dritten, geöffneten Zustand.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Anschlussstück 1 einer Leitung 2, welche Leitung 2 zur Weiterleitung von medizinischen Flüssigkeiten, beispielsweise bei Blutspendesystemen oder Transfusionssystemen in Form von Kochsalzlösungen, Citratlösungen mit Antikoagulanzmitteln oder auch Blutprodukten wie Plasma, Erythrozytenkonzentrat oder dergleichen einsetzbar ist. Das Anschlussstück 1 umfasst dabei einen Anschlussbereich 3, welcher über geeignet ausgestaltete mechanische Verbindungsmittel 4 zum Verbinden mit figürlich nicht dargestellten Aufbewahrungsbehältern für derartige medizinische Flüssigkeiten verfügt. Zwischen dem Anschlussbereich 3 und der Leitung 2 ist ein Ventil 5 vorgesehen, welches einen Durchfluss der medizinischen Flüssigkeit durch die Leitung 2 in einer geöffneten Ventilstellung, wie in der Figur 1 dargestellt, ermöglicht bzw. in einer geschlossenen Ventilstellung, verhindert. Figur 2 zeigt das Ventil 5 der Figur 1 in der geschlossenen Ventilstellung.
Das Ventil 5 verfügt dazu über ein bewegliches Verschlussteil 6, welches an einem Lager 7 im Ausführungsbeispiel drehbar beweglich angeordnet ist zum Öffnen bzw. Verschließen eines Öffnungsbereichs 8 des Ventils 5. Eine erste Wandung 9 sowie eine zweite Wandung 10 begrenzen den Öffnungsbereich 8 derart, dass zwischen dem Anschlussbereich 3 und der Leitung 2 in der geöffneten Ventilstellung des Ventils 5 nur durch den Öffnungsbereich 8 ein Durchtritt von Flüssigkeit aus dem Anschlussbereich 3 in die Leitung 2 ermöglicht ist.
Das Ventil 5 weist ein Betätigungsglied 1 1 auf, welches zum Steuern des beweglichen Verschlussteils 6 zwischen der geöffneten Ventilstellung und der geschlossenen Ventilstellung des Ventils 5 ausgebildet ist. Zwischen einer ersten flüssigkeitsdurchlässigen Membran 12 (gestrichelt dargestellt), welche zwischen Anschlussbereich 3 und Ventil 5 ortsfest angeordnet ist, und einer zweiten flüssigkeitsdurchlässigen Membran 13 (gestrichelt dargestellt), welche zwischen erster Wandung 9 und Leitung 2 ortsfest angeordnet ist, ist dazu ein Form-Gedächtnis- Polymer 14 derart angeordnet, dass durch eine Formveränderung des Form- Gedächtnis-Polymer 14 eine Überführung des beweglichen Verschlussteils 6 aus der in der Figur 1 dargestellten geöffneten Ventilstellung in die mit Bezug auf die Figur 2 dargestellte geschlossene Ventilstellung ermöglicht ist.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 ist das Form-Gedächtnis-Polymer 14 derart dargestellt, dass es seine Gestalt von einem ersten Zustand in Form eines deformierten Hohlkörpers in der Figur 1 in einen zweiten Zustand des ausgebildeten Hohlkörpers ändert wie in Fig. 2 dargestellt. Es sind aber auch andere Ausführungsformen denkbar, bei denen das Form-Gedächtnis-Polymer beispielsweise in einem Zustand ein komprimiertes Polymer-Faserknäuel bildet und in einem anderen Zustand das Polymer- Faserknäuel sich ausgedehnt hat durch Ausstrecken der einzelnen Fasern, sodass eine Änderung aus dem komprimierten Zustand in den ausgedehnten Zustand eine Kraft auf das Verschlussteil ausüben kann. Weiterhin ist auch eine Volumenvergrößerung durch Anschwellen des Form-Gedächtnis-Polymers möglich, die zu einer Betätigung des Verschlussteils 6 führt.
Figürlich nicht dargestellt ist eine elastische Rückstellung des beweglichen Verschlussteils in die geöffnete Ventilstellung, welche das Verschlussteil 6 in der geöffneten Stellung hält bzw. in diese geöffnete Stellung zurück überführt, wenn das Form-Gedächtnis-Polymer in seiner der geöffneten Ventilstellung entsprechenden Form befindlich ist. Dies kann z.B. dadurch realisiert sein, dass das Verschlussteil fest mit dem Form-Gedächtnis-Polymer gekoppelt ist, beispielsweise verklebt oder dergleichen.
Das Form-Gedächtnis-Polymer 14 ist dabei durch Änderung von physikalischen und/oder chemischen Umgebungsbedingungen aus dem ersten Zustand mit einer ersten Form oder Gestalt in den zweiten Zustand mit einer zweiten Form oder Gestalt überführbar. Eine derartige Formänderung kann beispielsweise herbeigeführt werden, indem ein entsprechendes Form-Gedächtnis-Polymermaterial einer Temperaturänderung oder einer Änderung der umgebenden Lichtverhältnisse bei entsprechend transparenter Gestaltung des Umgebungsbereiches, in dem das Form- Gedächtnis-Polymer 14 angeordnet ist, unterzogen wird. Form-Gedächtnis-Polymere, die auf derartige Änderung der physikalischen Umgebungsbedingungen durch eine derartige Volumenänderung oder Formveränderung reagieren, sind beispielsweise PNIPAAm, PDEAAm, PDAAEMA, PMMA oder Epoxy-Polymere.
Eine derartige Formänderung kann auch durch Änderung des pH-Werts einer durchströmenden Flüssigkeit herbeigeführt werden. Dazu ist das Form-Gedächtnis- Polymer 14 derart ausgebildet, dass es in einem ersten Zustand bei einer durchströmenden Flüssigkeit mit einem ersten pH-Wert ein erstes, geringes Volumen aufweist, durch welches das bewegliche Verschlussteil 6 des Ventils 5 in der geöffneten Stellung der Figur 1 verbleibt, wohingegen bei einer durchströmenden Flüssigkeit mit einem vom ersten pH-Wert verschiedenen zweiten pH-Wert ein zweites, vergrößertes Volumen aufweist, wobei durch die Volumenvergrößerung des Form-Gedächtnis- Polymers 14 eine Kraft auf das bewegliche Verschlussteil 6 des Ventils 5 ausgeübt wird und dieses in die geschlossene Ventilstellung wie in der Figur 2 mit vollständiger Unterbrechung der Durchflussmöglichkeit der Flüssigkeit durch den Öffnungsbereich 8 überführt wird.
Form-Gedächtnis-Polymermaterialien, welche auf eine derartige Änderung der chemischen Umgebungsbedingungen in Form eines veränderten pH-Wertes reagieren, sind beispielsweise PMAA, PAA, PLILL, PEI, PDMAEMA, PDEAEAM, PEPyM, PMMA oder Epoxy-Polymere.
Figur 3 zeigt die Verwendung von Anschlussstücken 1 , V gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2 bei einem Plasmaspendesystem. Bei einem derartigen Verfahren wird einem Spender S über einen Zugang mittels Injektionsnadel 15 sowie eine Leitung 16 Blut abgenommen. In einem Verarbeitungsgerät 17 wird dieses sogenannte Vollblut verarbeitet, beispielsweise durch Zentrifugation oder Filtration in einzelne Bestandteile zerlegt (figürlich nicht dargestellt). Dabei können aus Aufbewahrungsbehältern 18 über Leitungen 19 im Verarbeitungsgerät 17 medizinische Flüssigkeiten, beispielsweise Citratlösungen und/oder Antikoagulanzmittel, den Komponenten des Vollblutes zugefügt werden. Das dem Blut des Spenders zu entnehmende Plasma wird aus dem Verarbeitungsgerät 17 über eine weitere Leitung 20 in einen weiteren Aufbewahrungsbeuteln 21 überführt und das verbleibende Blut dem Spender S wieder über die Leitung 16 und die Injektionsnadel 15 verabreicht. Bei einer derartigen Plasmaspende kann es vorgesehen sein, dem Spender S zum Ersatz des abgenommenen Blutes Flüssigkeit über eine Leitung 22 und einen Anschluss 23 aus einem Aufbewahrungsbehälter 24 über das Verarbeitungsgerät 17 zur Verfügung zu stellen, beispielsweise in Form von Kochsalzlösung. Der Behälter 24 ist dabei mit der Leitung 22 über ein Anschlussstück 1 verbunden, der Aufbewahrungsbehälter 18 über ein Anschlussstück 1 ' mit der Leitung 19. Das Anschlussstück 1 ' zur Verbindung des Aufbewahrungsbehälters 18 mit der Leitung 19 unterscheidet sich dabei von dem Anschlussstück 1 zur Verbindung des Aufbewahrungsversion 20 mit der Leitung 22 durch das verwendete Form-Gedächtnis-Polymer 14 bzw. 14'. Im Anschlussstück 1 ' ist ein Form-Gedächtnis-Polymer 14' zum Steuern des beweglichen Verschlussteiles 6 des Ventils 5 vorgesehen, welches beim pH-Wert der Citrat-Lösung das bewegliche Verschlussteil 6 in der geöffneten Ventilstellung des Ventils 5 hält, wohingegen eine Kochsalzlösung am Anschlussstück 1 ' das Form-Gedächtnis-Polymer des Anschlussstücks 1 ' zum Schließen des Ventils 5 durch Vergrößerung der Form bzw. Vergrößerung des Volumens des-Form-Gedächtnis Polymers 14' führen würde. Im Anschlussstück 1 zur Verbindung des Aufbewahrungsbeutels 24 mit der Leitung 22 ist ein Form-Gedächtnis-Polymer 14 zur Steuerung des beweglichen Verschlussteils 6 des Ventils 5 vorgesehen, welches beim pH-Wert der Kochsalzlösung das bewegliche Verschlussteil 6 in der geöffneten Stellung des Ventils 5 hält und entsprechend bei Anschluss einer Citrat-Lösung an das Anschlussstück 1 mit entsprechend anderen pH- Wert das bewegliche Verschlussteil 6 durch Vergrößerung des Volumens bzw. Veränderung der Form, wie mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 weiter oben bereits beschrieben, zum Steuern des beweglichen Verschlussteils 6 in die geschlossene Ventilstellung des Ventils 5 führt.
Wird also das Anschlussstück 1 bzw. V mit der richtigen Flüssigkeit verbunden, ohne Vorliegen von Verwechslungen, so findet keine Formveränderung statt. Wird hingegen am Anschlussstück 1 bzw. V ein falscher Aufbewahrungsbeutel angeschlossen, tritt also ein Verwechslungsfall ein, so schließt sich das Ventil 5 bzw. 5' des Anschlussstücks 1 bzw. V durch Überführung des Form-Gedächtnis-Polymers aus seinem ersten in seinen zweiten Zustand. Somit ist der Verwechslungsfall erkennbar und kann über weitere, z.B. indirekte Maßnahmen an dem Gerät, an dem die Leitungen angeschlossen sind, detektiert werden, beispielsweise mittels Durchflusssensoren im Gerät, die das Gerät stoppen, bis der Fehler behoben wird, das entsprechende Ventil mit richtig angeschlossener Flüssigkeit wieder öffnet durch Rück-Überführung des Form- Gedächtnis-Polymers aus dem zweiten in den ersten Zustand.
Somit ist durch die Verwendung von Anschlussstücken 1 und V zum Anschluss des Aufbewahrungsbehälter 24 an die Leitung zwei 20 bzw. des Aufbewahrungsbehälters 18 an die Leitung 19 gewährleistet, dass durch den unterschiedlichen pH-Wert der Kochsalzlösung aus dem Aufbewahrungsbehälter 24 bzw. der Citrat-Lösung des Aufbewahrungsbehälters 18 eine Verwechslung der Aufbewahrungsbehälter 18 und 24 und ein falsches Anschließen sicher verhindert wird. Dies führt zu einer verbesserten Sicherheit des Einsatzes von medizinischen Flüssigkeiten.
Der Einsatz derartiger Ventile für Anschlussstücke ist neben dem beschriebenen Ausführungsbeispiel auch bei anderen Anwendungen möglich, bei denen medizinische Flüssigkeiten aus einem Aufbewahrungsbehälter in andere Behälter/Medien oder dergleichen überführt werden sollen, und bei denen ein verwechslungssicherer Anschluss benötigt wird. Die Figuren 4 bis 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils 25 für eine Leitung 26 mit einem Form-Gedächtnis-Polymer-Verschlussteil 27, welches mittels Befestigungsmitteln 28 in der Leitugn 26 angeordnet ist und im geöffneten Zustand, wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, eine Durchgangsöffnung 29 aufweist, die im in der Figur 4 dargestellten Zustand geschlossen ist. Das Form- gedächtnis-Polymer-Verschlussteil 27 weist dabei elastische Eigenschaften derart auf, dass es sich auf Grund einer durch die Leitung 26 strömenden Flüssigkeit (in den Figuren 4 bis 6 durch die Pfeile dargestellt) in einer geschlossenen Stellung der Figur 4 bei einer Strömungsrichtung im Ausführungsbeispiel von links nach rechts durch den von der strömenden Flüssigkeit gebildeten Druck auf das elastische Form-Gedächtnis- Polymer-Verschlussteil 27 befindet, wohingegen bei einer im Ausführungsbeispiel von rechts nach links strömenden Flüssigkeit durch den Druck auf das Form-Gedächtnis- Polymer-Verschlussteil 27 sich die Durchgangsöffnung 29 öffnet und ein Durchströmen ermöglicht. Durch Änderung der physikalischen oder chemischen Umgebungsbedingungen ist es bei einem solchen Ventil 25 auch möglich, einen Durchfluss der Flüssigkeit durch das Ventil in der Durchflussrichtung zu ermöglichen, in der das Ventil 25 eigentlich in seiner geschlossenen Stellung befindlich ist, weil das Form-Gedächtnis-Polymer-Verschlussteil 27 unter diesen geänderten Umgebungsbedingungen im Ausführungsbeispiel seinen zweiten, formveränderten Zustand einnimmt, bei dem die Durchgangsöffnung 29 geöffnet ist, wie in der Figur 6 dargestellt. Bei einem derartigen Ventil 25 sind mit anderen Worten sowohl das bewegliche Verschlussteil wie auch das Betätigungsglied durch das Form-Gedächtnis- Polymer-Verschlussteil 27 gebildet.
Bezugszeichenliste
1 , V Anschlussstück
2 Leitung
3 Anschlussbereich
4 Mechanische Verbindungsmittel
5 Ventil
6 Bewegliche Verschlussteil
7 Lager
8 Öffnungsbereich
9 1 . Wandung
10 2. Wandung
1 1 Betätigungsglied
12 1 . Membran
13 2. Membran
14, 14' Form-Gedächtnis-Polymer
15 Injektionsnadel
16 Leitung
17 Verarbeitungsgerät
18 Aufbewahrungsbeutelr
19 Leitung
20 Leitung
21 Aufbewahrungsbeutel
22 Leitung
23 Anschluss
24 Aufbewahrungsbeutel
25 Ventil
26 Leitung
27 Form-Gedächtnis-Polymer-Verschlussteil
28 Befestigungselemente
29 Öffnungsbereich

Claims

Patentansprüche:
Ventil (5, 25) für Leitungen oder Anschlussstücke (1 , 1 ') von Leitungen (19, 22, 26) für Aufbewahrungsbeutel (18, 21 , 24) für medizinische Flüssigkeiten mit einer geschlossenen und einer geöffneten Ventilstellung, mit einem beweglichen Verschlussteil (6, 27) sowie einem das Verschlussteil (6, 27) steuernden Betätigungsglied, welches Betätigungsglied ein Form-Gedächtnis-Polymer (14, 14', 27) zur Steuerung des Verschlussteils (6, 27) zwischen der geschlossenen und der geöffneten Ventilstellung umfasst.
Ventil (5, 25) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das bewegliche Verschlussteil (6, 27) von der geschlossenen in die geöffnete Ventilstellung des Ventils (5, 25) durch Formveränderung des Form-Gedächtnis- Polymers (14, 14', 27) vom ersten in den zweiten Zustand oder umgekehrt überführbar ist.
Ventil (5, 25) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Form-Gedächtnis-Polymer (14, 14', 27) durch Änderung physikalischer Umgebungsbedingungen von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar ist.
Ventil (5, 25) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Form-Gedächtnis-Polymer (14, 14', 27) durch Änderung chemischer Umgebungsbedingungen von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar ist.
Ventil (25) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das bewegliche Verschlussteil (27) durch das Form-Gedächtnis-Polymer des Betätigungsglieds gebildet ist.
6. Anschlussstück für Leitungen von Aufbewahrungsbeutel für medizinische Flüssigkeiten mit mindestens einem Ventil (5, 25) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4.
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020013555A1 (en) * 2000-03-09 2002-01-31 The Regents Of The University Of California. Bistable microvalve and microcatheter system
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GB2412714A (en) * 2004-04-01 2005-10-05 Geoffrey Andrew Pink Shape memory polymer valve

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