JP2020110619A - 医療用チューブおよび製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第2細長部材をらせん状に巻回し、第1細長部材の隣接する巻きの間に接合することができ、第2細長部材は、細長いチューブの内腔の少なくとも一部を形成する。「第1細長部材」および「第2細長部材」という名称は、必ずしも、構成要素が組み立てられる順序等の順序を含むものではない。本明細書に記載するように、第1細長部材および第2細長部材はまた、単一チューブ状要素の一部でもあり得る。
本開示をより詳細に理解するために、最初に図1を参照する。図1は、1つまたは複数の医療用チューブを含む、少なくとも1つの実施形態による呼吸回路を示す。チューブは、広範な用語であり、それには、当業者に対してその通常のかつ慣例の意味が与えられるべきであり(すなわち、特別な意味または特化された意味に限定されるべきではなく)、限定なしに非円柱状通路を含む。いくつかの実施形態は、後により詳細に説明するように、概して2つ以上の部分、または、特に、いくつかの実施形態では、2つ以上の構成要素を備えるチューブとして定義することができる複合チューブを組み込むことができる。こうした呼吸回路は、持続気道陽圧(PAP)システム、可変PAPシステムあるいは二段階PAPシステムまたは他の形態の呼吸療法であり得る。
いくつかの実施形態では、呼気チューブは完全に省略される。
図2Aは、例としての複合チューブ201の一部の側面図を示す。概して、複合チューブ201は、第1細長部材203および第2細長部材205を備えている。部材は、広範な用語であり、それには、当業者に対してその通常のかつ慣例の意味が与えられるべきであり(すなわち、特別の意味または特化された意味に限定されるべきではなく)、限定なしに一体化された部品、一体化された構成要素および別個の構成要素を含む。したがって、図2Aは2つの別個の構成要素から作製された実施形態を示すが、(後に図5A〜図5Dに記載するような)他の実施形態では、第1細長部材203および第2細長部材205はまた、単一材料から形成されたチューブ内の領域を表すことも可能であることが理解されよう。したがって、第1細長部材203はチューブの中空部分を表すことができ、第2細長部材205は、中空部分に構造的支持を加える、チューブの構造的支持部分または補強部分を表す。中空部分および構造的支持部分は、本明細書に記載するように、らせん構造を有することができる。複合チューブ201を用いて、上述したように吸気チューブ103および/または呼気チューブ117、後述するように同軸チューブまたは本開示の別の場所で記載されるようなあらゆる他のチューブを形成することができる。
別法として、中空部分を、チューブの患者側端からコントローラに圧力フィードバックを伝える圧力サンプルライン等の二次空気圧接続とすることができる。第1細長部材203を、任意選択的に穿孔することができる。たとえば、第1細長部材203の表面を、内腔207とは反対側の外側に面する面で穿孔することができる。別の実施形態では、第1細長部材203の中空部分が液体で充填される。液体の例としては、水または熱容量の高い他の生体適合性液体を挙げることができる。たとえば、ナノ流体を使用することができる。好適な熱容量のナノ流体例は、水とアルミニウム等の物質のナノ粒子とを含む。
加熱フィラメントを使用して、複合チューブ201の内腔207内のガスの温度プロファイルを変更することも可能である。第2細長部材205の本体に対して、医療用プラスチックを含む種々のポリマーおよびプラスチックが好適である。好適な材料の例としては、ポリオレフィンエラストマー、ポリエーテルブロックアミド、熱可塑性コポリエステルエラストマー、EPDM−ポリプロピレン混合物および熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。いくつかの実施形態では、第1細長部材203および第2細長部材205を、同じ材料から作製することができる。第2細長部材205を、第1細長部材203とは異なる色の材料から作製することも可能であり、第2細長部材205は透明、半透明または不透明であり得る。たとえば、一実施形態では、第1細長部材203を透明プラスチックから作製することができ、第2細長部材205を不透明な青色(または他の色)のプラスチックから作製することができる。
この構造はまた、平滑な内腔207面(チューブボア)も提供することができ、それは、チューブに付着物がない状態にするのに役立ち、ガスの流れを促進する。中空体は、チューブを軽量なままにすることができる一方で、チューブの断熱特性を向上させることが分かった。
次に、複合チューブを製造する例示的方法を実証する図4A〜図4Fを参照する。
たとえば、加熱フィラメントを、たとえばらせん形態で、内腔壁(チューブボア)に据え付けることができる。内腔壁に1つまたは複数の加熱フィラメント215を配置する例示的方法は、組み立てられると内腔壁を形成する第2細長部材205の表面に加熱フィラメントを結合する、埋め込むまたは他の方法で形成するステップを含む。したがって、いくつかの実施形態では、本方法は、内腔壁に1つまたは複数の加熱フィラメント215を配置するステップを含む。
この例は、T字型第2細長部材205を有する第2細長部材らせん405を示す。第2細長部材が形成される際、加熱フィラメント215は第2細長部材205に埋め込まれる。
図4Fの右側は、上述したように、第1細長部材らせんの半球状体形状輪郭を示す。
他の実施形態は、2つの部材を結合するかまたは他の方法で接続するために、接着剤または他の取付機構を利用することができる。別の実施形態では、第2細長部材205を、加熱フィラメントの押出成形および配置の後、加熱フィラメントの位置を凍結させるように冷却することができる。そして、結合を強化するために、第2細長部材205を、マンドレルに施された時に再加熱することができる。再加熱の例示的方法は、スポット加熱装置、加熱ローラ等を使用することを含む。
次に図5A〜図5Fを参照する。それらは、第1細長部材または部分203および第2細長部材または部分205を有する単一チューブ状要素を備えるチューブの横断面を示す。図示するように、第2細長部分205は、第1細長部分203と一体化され、単一チューブ状要素の全長に沿って延在している。図示する実施形態では、単一チューブ状要素は、細長い中空体であり、それは、横断面において、部分的に中空部分501を画定する相対的に薄い壁を有し、相対的に薄い壁に隣接する細長い中空体の両側に、相対的に厚さが厚いかまたは相対的に剛性が高い2つの補強部分205がある。これらの補強部分は、細長い中空体がらせん状に巻回された後に内腔207の内壁の一部を形成し、それにより、これらの補強部分もまた、細長い中空体の隣接する巻きの間にらせん状に配置される。
次に、少なくとも1つの実施形態による医療用回路例を示す図6を参照する。回路は、上述したような1つまたは複数のチューブ、すなわち吸気チューブ103および/または呼気チューブ117用の複合チューブを備えている。吸気チューブ103および呼気チューブ117の特性は、図1に関して上述したチューブと同様である。吸気チューブ103は、加湿器115と連通している入口109と、加湿ガスが患者101に提供される際に通る出口113とを有している。呼気チューブ117もまた、患者からの吐出された加湿ガスを受け取る入口109と、出口113とを有している。図1に関して上述したように、呼気チューブ117の出口113は、吐出ガスを大気に、ベンチレータ/ブロワユニット115に、空気スクラバ/フィルタ(図示せず)に、または他のあらゆる好適な場所に排出することができる。
低侵襲手術(MIS)またはかぎ穴手術とも呼ばれる腹腔鏡下手術は、腹部の手術が、従来の外科手術処置に必要なより大きい切開に比較して、小さい設計(通常0.5cm〜1.5cm)を通して行われる、最新外科手術技法である。腹腔鏡下手術は、腹部または骨盤腔内の手術を含む。送気を伴う腹腔鏡下手術中、送気ガス(通常CO2)が、腹腔内に入る前に加湿されることが望ましい場合がある。これは、患者の内臓の「乾燥」を防止するのに役立つことができ、外科手術からの回復に必要な時間を短縮することができる。
送気システムは、一般に、内部にある量の水を保持する加湿器チャンバを備えている。加湿器は、一般に、水を加熱して、入ってくるガスを加湿するためにそのガスに送り込まれる水蒸気を生成する、ヒータプレートを備えている。ガスは、水蒸気とともに加湿器から搬送される。
導管713の第2端は、患者705の手術部位または腹腔内に配置され、加湿された送気ガスは、チャンバ711から導管713を通って手術部位内まで進み、手術部位または腹腔に送気しそれらを拡張する。本システムはまた、ヒータベース709に供給される電力を制御することによりガスに供給される湿度の量を調節するコントローラ(図示せず)を備えている。コントローラを使用して、加湿器チャンバ711内の水をモニタリングすることも可能である。患者705の体腔から出る排煙システム715が示されている。
同軸呼吸チューブもまた、上述したような複合チューブを備えることができる。同軸呼吸チューブでは、第1ガス空間は吸気リムまたは呼気リムであり、第2ガス空間は、吸気リムまたは呼気リムのうちの他方である。前記吸気リムの入口と前記吸気リムの出口との間に1つのガス通路が設けられ、前記呼気リムの入口と前記呼気リムの出口との間に1つのガス通路が設けられる。一実施形態では、第1ガス空間は前記吸気リムであり、第2ガス空間は前記呼気リムである。別法として、第1ガス空間を呼気リムとすることができ、第2ガス空間を吸気リムとすることができる。
加熱フィラメント215を組み込んでいる複合チューブ201の実施形態では、第1細長部材203の壁を通して熱が損失する可能性があり、それにより加熱が不均一になる。
上で説明したように、これらの熱損失を補償する1つの方法は、第1細長部材203の壁に外部熱源を付与することであり、それは、温度を調節し熱損失を阻止するのに役立つ。
しかしながら、熱特性を最適化する他の方法もまた使用することができる。
いくつかの実施形態では、複数の半球状体を積層することにより熱分散を向上させることができることが分かった。これらの実施形態は、内部加熱フィラメント215を使用する場合により有益であり得る。図10Aは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図10Aは、いかなる積層もない複合チューブ201の断面を示す。
少なくとも1つの実施形態では、複合チューブの材料を、さまざまな洗浄方法を処理するように選択することができる。いくつかの実施形態では、高水準消毒(約20洗浄サイクル)を使用して複合チューブ201を洗浄することができる。高水準消毒中、複合チューブ201は、約30分間、約75℃で低温殺菌を受ける。次に、複合チューブ201は、約20分間、2%グルタルアルデヒドに浸される。複合チューブ201は、グルタルアルデヒドから取り出され、約30分間、6%過酸化水素に浸漬される。最後に、複合チューブ201は、過酸化水素から取り出され、約10分間、0.55%オルトフタルアルデヒド(OPA)に浸される。
Claims (65)
- らせん状に巻回されて、長手方向軸と、前記長手方向軸に沿って延在する内腔と、前記内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを少なくとも部分的に形成する中空体を備えた、第1細長部材と、
らせん状に巻回されかつ前記第1細長部材の隣接する巻きの間で接合された第2細長部材であって、前記細長いチューブの前記内腔の少なくとも一部を形成する第2細長部材と、
を具備する複合チューブ。 - 前記第1細長部材がチューブである、請求項1に記載の複合チューブ。
- 前記第1細長部材が、縦断面において、前記内腔に平坦な面がある複数の半球状体を形成している、請求項1または2に記載の複合チューブ。
- 隣接する半球状体が、前記第2細長部材の上方の間隙によって分離されている、請求項3に記載の複合チューブ。
- 隣接する半球状体が、互いに直接接続されていない、請求項3または4に記載の複合チューブ。
- 前記半球状体が穿孔を有している、請求項3〜5のいずれか一項に記載の複合チューブ。
- 前記第2細長部材が、前記内腔に隣接して幅が広くなり前記内腔から半径方向の距離において幅が狭くなる縦断面を有している、請求項1〜6のいずれか一項に記載の複合チューブ。
- 前記第2細長部材が、略三角形である縦断面を有している、請求項7に記載の複合チューブ。
- 前記第2細長部材が、略T字型またはY字型である縦断面を有している、請求項7に記載の複合チューブ。
- 前記第2細長部材に埋め込まれるかまたは封入された1つまたは複数の導電性フィラメントを具備する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の複合チューブ。
- 前記導電性フィラメントが加熱フィラメントである、請求項10に記載の複合チューブ。
- 前記導電性フィラメントが検知フィラメントである、請求項10に記載の複合チューブ。
- 前記第2細長部材に埋め込まれるかまたは封入された2つの導電性フィラメントを具備する、請求項10〜12のいずれか一項に記載の複合チューブ。
- 前記第2細長部材に埋め込まれるかまたは封入された4つの導電性フィラメントを具備する、請求項10〜13のいずれか一項に記載の複合チューブ。
- 導電性フィラメントの対が、前記複合チューブの一端において接続ループになっている、請求項10〜14のいずれか一項に記載の複合チューブ。
- 前記第2細長部材が、略三角形、略T字型または略Y字型である縦断面を有し、前記1つまたは複数の導電性フィラメントが、前記第2細長部材の前記三角形、前記T字または前記Y字の両側に埋め込まれるかまたは封入されている、請求項10〜15のいずれか一項に記載の複合チューブ。
- 前記1つまたは複数のフィラメントが前記内腔壁から間隔を空けて配置されている、請求項10〜16のいずれか一項に記載の複合チューブ。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の複合チューブを含む医療用回路構成要素。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の複合チューブを含む吸気チューブ。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の複合チューブを含む呼気チューブ。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の複合チューブを含むPAP構成要素。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の複合チューブを含む送気回路構成要素。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の複合チューブを含む診査構成要素。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の複合チューブを含む外科手術構成要素。
- 複合チューブを製造する方法であって、
中空体を備える第1細長部材と、前記第1細長部材に対する構造的支持を提供するように構成された第2細長部材とを提供するステップと、
マンドレルの周囲に前記第2細長部材を、前記第2細長部材の対向する側縁部分が隣接する巻付け部において間隔を空けて配置されるように、らせん状に巻き付け、それにより第2細長部材らせんを形成するステップと、
前記第2細長部材らせんの周囲に前記第1細長部材を、前記第1細長部材のいくつかの部分が前記第2細長部材らせんの隣接する巻付け部にオーバラップし、前記第1細長部材の一部が前記第2細長部材らせんの前記巻付け部の間の前記空間において前記マンドレルに隣接して配置されるように、らせん状に巻き付け、それにより第1細長部材らせんを形成するステップと、
を含む方法。 - 前記第1細長部材の端部に、大気圧より高い圧力で空気を供給するステップをさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 前記第2細長部材らせんおよび前記第1細長部材らせんを冷却して、長手方向軸に沿って延在する内腔と前記内腔を包囲する中空空間とを有する複合チューブを形成するステップをさらに含む、請求項25または26に記載の方法。
- 前記第2細長部材を形成するステップをさらに含む、請求項25〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2細長部材を形成するステップが、前記第2細長部材を第2押出機で押出成形することを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記第2押出機が、前記第2細長部材に1つまたは複数の導電性フィラメントを封入するように構成される、請求項29に記載の方法。
- 前記第2細長部材を形成するステップが、前記第2細長部材に導電性フィラメントを埋め込むことを含む、請求項28〜30のいずれか一項に記載の方法。
- 前記導電性フィラメントが前記第2細長部材に非反応性である、請求項30または31に記載の方法。
- 前記導電性フィラメントがアルミニウムまたは銅を含む、請求項30〜32のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複合チューブの一端において導電性フィラメントの対を接続ループにするステップをさらに含む、請求項30〜33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1細長部材を形成するステップを含む、請求項25〜34のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1細長部材を形成するステップが、前記第1細長部材を第1押出機で押出成形することを含む、請求項35に記載の方法。
- 前記第1押出機が前記第2押出機とは別個である、請求項36に記載の方法。
- らせん状に巻回されて、長手方向軸と、前記長手方向軸に沿って延在する内腔と、前記内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを形成する細長い中空体であって、縦断面において前記中空体の少なくとも一部を画定する壁を有している、細長い中空体と、
前記細長い中空体の隣接する巻きの間にらせん状に配置されている、前記細長い中空体の長さに沿って延在している補強部分であって、前記細長いチューブの前記内腔の一部を形成する補強部分と、
を具備し、
前記補強部分が、前記細長い中空体の前記壁より相対的に厚いかまたは剛性である、医療用チューブ。 - 前記補強部分が、前記細長い中空体と同じ材料片から形成されている、請求項38に記載の医療用チューブ。
- 前記細長い中空体が、横断面において、前記細長い中空体の両側に2つの補強部分を備え、前記細長い中空体のらせん状巻回が、前記補強部分の対向する縁が前記細長い中空体の隣接する巻きの上で接触するように、隣接する補強部分を互いに接合する、請求項39に記載の医療用チューブ。
- 前記補強部分の対向する側縁が、前記細長い中空体の隣接する巻きにオーバラップしている、請求項40に記載の医療用チューブ。
- 前記補強部分が、前記細長い中空体とは別個の材料片から作製されている、請求項38に記載の医療用チューブ。
- 前記中空体が、縦断面において、前記内腔に平坦な面がある複数の半球状体を形成している、請求項38〜42のいずれか一項に記載の医療用チューブ。
- 前記半球状体が穿孔を有している、請求項43に記載の医療用チューブ。
- 前記補強部分に埋め込まれるかまたは封入された1つまたは複数の導電性フィラメントを具備する、請求項38〜44のいずれか一項に記載の医療用チューブ。
- 前記導電性フィラメントが加熱フィラメントである、請求項45に記載の医療用チューブ。
- 前記導電性フィラメントが検知フィラメントである、請求項45に記載の医療用チューブ。
- 2つの導電性フィラメントを具備し、一方の導電性フィラメントが前記補強部分の各々に埋め込まれるかまたは封入されている、請求項40または41に記載の医療用チューブ。
- 前記細長い中空体の一方の側のみに配置された2つの導電性フィラメントを具備する、請求項40または41に記載の医療用チューブ。
- 導電性フィラメントの対が、前記細長いチューブの一端において接続ループになっている、請求項35〜49のいずれか一項に記載の医療用チューブ。
- 前記1つまたは複数のフィラメントが、前記内腔壁から間隔を空けて配置されている、請求項35〜50のいずれか一項に記載の医療用チューブ。
- 請求項38〜51のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む医療用回路構成要素。
- 請求項38〜51のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む吸気チューブ。
- 請求項38〜51のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む呼気チューブ。
- 請求項38〜51のいずれか一項に記載の医療用チューブを含むPAP構成要素。
- 請求項38〜51のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む送気回路構成要素。
- 請求項38〜51のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む診査構成要素。
- 請求項38〜51のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む外科手術構成要素。
- 医療用チューブを製造する方法であって、
マンドレルの周囲に細長い中空体をらせん状に巻回して、長手方向軸と、前記長手方向軸に沿って延在する内腔と、前記内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを形成するステップであって、前記細長い中空体が、横断面において、前記中空体の少なくとも一部を画定する壁と、前記内腔の壁の一部を形成する、前記細長い本体の両側の2つの補強部分とを有し、前記2つの補強部分が、前記中空体の少なくとも一部を画定する壁より相対的に厚いかまたは剛性である、ステップと、
隣接する補強部分を、前記補強部分の対向する縁が前記細長い中空体の隣接する巻きの上で接触するように互いに接合するステップと、
を含む方法。 - 隣接する補強部分を互いに接合するステップが、前記補強部分の縁をオーバラップさせる、請求項59に記載の方法。
- 前記細長い中空体の端部に大気圧より高い圧力で空気を供給するステップをさらに含む、請求項59または60に記載の方法。
- 前記細長い中空体を冷却して前記隣接する補強部分を互いに接合するステップをさらに含む、請求項59〜61のいずれか一項に記載の方法。
- 前記細長い中空体を押出成形するステップをさらに含む、請求項59〜62のいずれか一項に記載の方法。
- 前記補強部分に導電性フィラメントを埋め込むステップをさらに含む、請求項59〜63のいずれか一項に記載の方法。
- 前記細長いチューブの一端において導電性フィラメントの対を接続ループにするステップをさらに含む、請求項64に記載の方法。
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