複合套管的製作方法

2023-05-01 00:25:46 2

複合套管的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種包括落屑針和套筒的套管，所述落屑針和套筒由形成管道的突出物間隔開。所示突出物可沿所述落屑針的表面或所述套筒的內表面軸向地對齊。所述落屑針與套筒的接合形成具有一個或多個用於流體傳輸所述套管長度的複合針。可用不同的接合裝置增強所述落屑針和套筒的接合。優選地，所述落屑針和套筒由聚合材料組成。最有利地，可在所述落屑針或套筒的形成中不需要落屑銷生產本發明。複合針可包含用於穿刺材料的鋒利的尖端以及用於流體傳輸的側埠。可選地，所述複合針的尖端處可為鈍頭的。
【專利說明】複合套管
【技術領域】
[0001]本發明涉及套管和注射針領域，特別涉及聚合物套管和注射針，以及聚合物注射針的成型方法和設備。
[0002]相關申請
[0003]本申請要求2011年9月13日提交的2011903736號澳大利亞臨時申請的優先權和利益。
【背景技術】
[0004]每年有數百萬計的注射針用於注射物質。用於醫療目的(例如，將治療物質輸送到對象)的注射針必須無菌，以避免汙染，並儘可能的細，從而以最小的疼痛和損傷穿刺皮膚到達輸送位置。為了實現針的強度和規格兩個目標，在二者之間必須有所折衷。針必須足夠硬以穿刺，還必須有韌性以在穿刺期間不會損壞，這會導致注射期間的無心傷害。
[0005]金屬針因其強度特性在本領域眾所周知。可製造小規格但具有足以穿刺組織卻不會損壞的強度。近年來，已經示出可用聚合物材料製造針作為金屬針的替代。史蒂芬(Stevens)、史密斯(Smith)和巴特利特(Bartlett)在5，620，639號美國專利(下文中稱為『639專利)中描述的使用氣體輔助注射成型來製造聚合物皮下注射針的方法以參引的方式併入於此。『639專利的方法對於單次使用後丟棄的聚合物針的注射成型特別有用。由於其易於廉價製造，這樣的聚合物針很受歡迎。在公開為W02008/106728、W02008/074065和W02010/071939的專利申請中公開了聚合物針的注射成型方法和設備的改進。但是，聚合物針的強度與抗破損需要相當大的規格之間的折衷意味著，對於許多應用來說，非常小規格的聚合物針可能不夠硬。
[0006]本領域中已知通過下面的方式減少製造費用:在管的端部上製作一次性針，其包括通過研磨多個刻面而製成尖狀的不鏽鋼拉制管。這樣的針製作簡單，但需要會使材料損壞或者引起不適當的組織損傷的穿透力，因為針「鍾」必須設法穿過目標材料，這導致來自一部分材料的『落屑(coring)』隨著針穿刺材料而被壓入管道。
[0007]已設計「無創針」用於克服落屑問題。由於其包含傳遞物質的側埠，這些針不會使穿刺的材料落屑且需要較少的穿刺力。但是，這樣的無創針製造昂貴。這樣的針的費用限制了它們在特定應用中的使用。需要簡單且製造廉價的針，且該針應足夠硬，從而在穿刺材料時、以對該材料最小的損傷、穿刺例如組織這樣的材料達期望深度，以傳輸物質。例如，存在對便宜的、具有足夠硬以穿刺組織而不損壞或使該組織落屑的小規格的注射針的需要。

【發明內容】

[0008]現有技術的教導包括可利用機械落屑銷或可選地通過例如在『639專利中所教導的氣體輔助注射成型或機械落屑方法來形成流體傳輸用的套管中較小的孔，該流體傳輸用的套管為例如藥用物質的注射針。本發明最有利地克服了現有技術方法中因未用落屑銷形成流體管道而出現的問題，這允許了不怎麼複雜的聚合物注射模具，消除了在一些應用中對較小的易碎的落屑銷的需要。作為替代地，本發明提供了一種包括落屑針和套筒的套管。可用傳統的聚合物注塑成型技術來生產本發明的落屑針，使得具有比大約0.2mm更低範圍的外徑的較小規格的針的生產成為可能。聚合物材料可為任意適用於注塑成型的材料，例如，專利『639中描述的材料或本領域已知的其它材料。該落屑針和套筒可為具有適用於實現柔韌性和強度的不同特性的不同的聚合物。套筒需要彈性以在落屑針上方滑動但不需要強度。落屑針可包括針尖，其需要強度以避免尖端形變或在使用中(包括穿刺和彎曲期間)損壞。本發明包括製造複合套管的方法。
[0009]一方面，本發明提供了一種包括落屑針和套筒的套管，所述落屑針具有至少一個用於流體傳輸的通道以及接合裝置；套筒用於接合所述落屑針；其中，當所述套筒與所述落屑針接合時，形成用於流體傳輸的密封的管道。優選地，由從所述落屑針或所述套筒突出的間隔突出物限定所述通道。更優選地，所述間隔突出物包括自所述落屑針突出的軸向間隔物。優選地，所述通道是縱向的，但其還可由多個突出物形成，產生非線性流體流通的路徑。優選地，所述套管包括接合裝置，用於將所述套筒與所述落屑針接合。優選地，所述接合裝置包括徑向入孔，連接縱向管道與針座。所述套管可包括具有鋒利的尖的尖端。所述套管可包括具有鋒利的刀片的尖端。所述套管可包括與所述尖端的端部間隔開的一個孔或多個孔。所述套管可包括具有側埠的創傷尖端。所述套管可具有集成在所述針座中的所述套筒。優選地，所述套管的所述落屑針和套筒中的至少一個由聚合物材料組成。優選地，所述套管具有0.2mm或更大的外直徑。
[0010]另 一方面，本發明提供了一種模具，用於形成套管，所述套管的外圍表面中具有至少一個縱向通道。
[0011]另一方面，本發明提供了一種設備，用於共擠出本文所描述的套管。優選地，所述設備結合具有不同特性的兩種材料，以形成本文所描述的套管。
[0012]另一方面，本發明提供了一種用於流體注射的套管的製造方法，包括以下步驟:形成外圍表面內具有通道的落屑針；形成套筒；以及接合所述套筒與所述落屑針。優選地，所述接合為摩擦接合，但可使用任意其它合適類型的接合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1顯示了根據本發明的複合針的一種實施例的分解透視圖。圖1a將本發明的一種實施例顯示為一種分解的複合注射針。圖1b顯示了尖端具有刀片的針的頂部。圖1c顯示了針的中樞端。
[0014]圖2顯示了組裝的複合針的各部分的透視圖。圖2c顯示了針尖端和側埠。
[0015]圖3a顯示了根據本發明的複合針的側視透視圖。圖3b顯示了圖3a中的針的橫截面。
[0016]圖4顯示了套筒的接合裝置的縱切面。圖4a顯示了接合了套筒的複合針。圖4b顯示了針的頂部的接合裝置。圖4c顯示了針的尖端部分的接合裝置。
[0017]圖5顯示了具有鈍頭套管尖端的本發明的一種實施例。
[0018]圖6顯示了插入的套管軸的分解透視圖。
[0019]圖7顯示了在套筒中插入落屑針的複合針的一種示例的組裝圖。
[0020]圖8a和8c顯示了套筒和落屑針的接合裝置的縱切面。圖8b和8c顯示了圖8a和8b中的複合針的橫截面。
[0021]圖9顯示了複合針的一種實施例的分解透視圖，其中，套筒是針座的集成部分。
[0022]圖10a-d顯示了具有套筒和落屑針的針座的接合裝置的縱切面。圖1Oe顯示了圖10a-d中的各實施例的橫截面。
[0023]圖11顯示了根據本發明的雙尖端複合針的一種實施例。
[0024]圖12a_c顯示了複合針中的間隔突出物的多個可選的實施例。
[0025]發明的詳細描述
[0026]參照本文描述的多個實施例以及參照多個圖，本發明的目的得到了最好的理解。圖1至12顯示了本發明的多個實施例。在各圖中，用同樣的數字表示相同的特徵。本領域的技術人員應理解，本公開中的各圖僅為圖示，且本發明不限於各圖中所示的實施例，而是包括未圖示但在此所附的權利要求範圍內的各實施例。
[0027]本發明提供注射器的套管或針設備。優選地，套管或針由注塑成型的聚合物材料組成。雖然各圖中的實施例圖示了注射針，本發明的範圍包括其他類型的醫用套管，例如，重建針等(或例如工業應用這樣的其它使用，其中期望將流體材料從一個容器傳輸到另一個容器)。本發明還包括擠出或共擠出套管的設備。例如，圖6-8顯示了一種可通過共擠出製造的複合針。在這樣的實施例中，共擠出的落屑針2和套筒7與針座11接合。本發明包括用於成型套管的注塑成型設備，該設備包含至少一個落屑針，該至少一個落屑針具有至少一個用於流體流動的通道以及接合落屑針以形成多個流體管道的套筒，各流體管道具有至少一個通道或多個通道。本發明包括具有一個落屑針的實施例，該一個落屑針具有多個管道。本發明還包括在一個結構中的多個複合針，例如，圖12中例示的包含兩個尖端的雙複合針。管道的數量可為一個或多個。優選地，存在四個管道。優選地，針包含側埠，用於在注射位置處傳輸液體。例如·本文所示的鈍頭尖端的埠這樣的其它實施例是可能的。最優選地，本發明包括一種包含多個側埠的無創複合針。
[0028]有利地，落屑針和套筒可由具有合適的強度和彈力特性的任意材料組成，包括但不限於金屬和聚合物，或其組合。優選地，落屑針和套筒均由聚合物材料組成。最有利地，落屑針在套筒內的結合提供了一種具有能夠製造具有相當小的規格的複合針的足夠強度的複合針，該相當小的規格例如大約0.2mm或更大的外直徑。
[0029]現在將參照各圖描述本發明優選的實施例，該優選的實施例公開了一種注射器的複合針，優選地，該針包含尖端處的切削片。最優選的實施例包括由自落屑針突出並與套筒的內表面接合的多個間隔突出物形成的軸向或縱向通道。在本文件中，詞「軸向」和「縱向」可互換地使用。同樣地，詞「間隔物」和「突出物」可類似地互換。
[0030]許多類型的通道可由其它類型的間隔物形成。例如圖12中所示的，多個凸狀間隔物或突出物可自落屑針的表面突出。圖12a顯示了複合針2的一種實施例的橫截面，其中，通過光滑的落屑針2與具有突出物10的套筒7的接合形成管道17。可選地，各突出物可沿落屑針的表面軸向突出，或各突出物可為圖12c中所示的多個凸狀突出物26。如圖12b中所示的，多個突出物可繞落屑針的圓周不均勻地分布。在本發明的範圍中，可形成其他類型的通道或形成多個通道。應理解，本發明包括其他實施例，例如，套管可不包含切削片或鋒利的尖端。可選地，針可不包含尖端處的切削片或鋒利的尖，但可如圖5中示出的，包含鈍頭尖端20處的簡單的孔，或包含其它的尖端結構。[0031]圖1顯示了本發明的一種實施例的側視透視的分解的套筒1，具有針座11、落屑針2以及套筒7。套筒7形成多個管道，用於沿由套筒7的內表面14和落屑針2的軸向突出物10形成的通道9傳輸流體，並與縱軸平行。
[0032]套筒7具有合適的長度，使得當與落屑針2接合時，通道9的頂部形成從由通道和套筒形成的管道輸送流體的孔16。優選地，多個孔形成如圖1或圖2c示出的側埠 21。可選的實施例可包括圖7中所示的針的尖端3處的孔。本發明的範圍包括與本文給出的示例不同的、用於流體傳輸的孔和埠的位置的更多的可能性。各孔和埠的形狀將由通道9的形狀界定，套筒7的接合位置與通道和落屑針2都有關。包含用於流體輸送的側埠的複合針15的各實施例最有利地最小化了組織的落屑現象，該落屑現象眾所周知地將會在本領域已知的其它結構和其它針中的埠出現。
[0033]圖1b和Ic更清晰地顯示了落屑針的中樞端8處的軸向突出物10和通道9或落屑針2的頂部或尖端3，其分別由圖1a中的圓C和B表示。優選地，如圖1b中示出的，落屑針2的尖端3包含切削片5和鋒利的尖6，用於更有效地刺穿材料或肉以到達流體輸送位置。但是，在一些實施例中，如圖5中尖端20的可選的鈍頭實施例中示出的，尖端3可既不具有切削片也不具有鋒利的尖端。
[0034]圖1b顯示了落屑針2的尖端3，包含用於接合套筒7的頂部12的接合裝置19。類似地，圖1c顯示了針2的中樞端8，包含用於接合套筒7的中樞端13的接合裝置22。圖1c還顯示了一種實施例，該實施例具有用於將流體管道17與複合針15的針座11連接的徑向入孔18，使得流體能夠通過入孔18沿縱向流體孔以及通向針尖3的全部路徑、從注射器貯液容器25 (圖10中示出)流入針座11的內部。
[0035]接合裝置可為落屑針2的頂部19和中樞端22 二者處的簡單的肩19、22，採用摩擦接合一次到位。這樣的接合裝置最有利地提供外部的平滑表面，用於使組裝的複合針15易於穿過材料或肉。可用如圖3中示出的落屑針2的突出物10的彎曲的外圍表面23簡單地實現套筒7和落屑針2的接合。
[0036]落屑針2包含至少一個管道，用於流體在複合針15中從貯液容器(例如注射器筒25)通過針座11流到管道17的傳輸。圖8中示出了一個實施例，其中，基本直線型的中心管道24與複合針的管道17直接流體連通。流體傳輸的可選的實施例包括入孔18(圖4a)，其用於針座處的注射器的流體貯液容器25和每個用於流體傳輸的管道17與複合針之間的、流向注射位置的流體連通。在一些實施例中，多個管道需要多個入孔。
[0037]圖2顯示了一種準備使用的複合針15的實施例。複合針15包括位於套筒7內的落屑針。落屑針2的尖端3可視為落屑針的中樞端13。套筒7遮蓋落屑針2的大多數通道9以及落屑針本身，除了中樞端。由於套筒7比通道9的長度略短，頂部形成緊鄰複合針尖端3的開孔16。優選地，孔16與針的尖端3間隔開並形成用於流體傳輸的側埠。在這些實施例中，在尖端穿刺期間被穿刺的材料產生落屑的可能更小。但是，本發明的一些實施例可具有複合針15的尖端3處的多個孔，例如圖5中示出的。複合針15的中樞端13不具有孔，使得將流體從貯液容器(例如注射器筒)沿著管道形成的通道引導進入複合針尖端3處的孔16。
[0038]圖3示出了套筒7和落屑針2怎樣與通道9合作形成用於流體傳輸的管道17。圖3a顯示了一種組裝的複合針15的平面視圖，組裝的複合針15具有針座11、套筒7和尖端3。在該組裝的複合針中僅可看到落屑針2的尖端3。圖3b顯示了圖3a中示出的複合針沿標為H— H的線的橫切面。圖3b中的針材料由表面曲線23內的平行線表示。在此優選的實施例中，存在四個自落屑針2的表面縱向突出的軸向突出物10，每個軸向突出物10具有彎曲的外圍表面23，用於接合互補的、套筒7的內表面14。用於流體傳輸的管道17由落屑針2中的通道9、其軸向突出物10的外圍表面23和套筒7的內表面14形成。
[0039]彎曲的外圍表面23的接合夠緊，以確保通過管道17的流體傳輸不會洩漏。優選地，在本發明的許多實施例中，這些表面之間的摩擦接合將足夠用於接合。其它例如接合肩22、19這樣的接合裝置可提供額外的接合力並將套筒7保持就位。頂部19和中樞端22處的肩確保套筒7不能沿複合針15的軸移動。可選地，該接合可以是用本領域已知的其它裝置或任意合適的工藝實現的，例如，雷射焊接、熱收縮、機械壓配或收縮包裝。最合適的接合裝置或工藝將由落屑針和套筒的製造中使用的材料確定。
[0040]在圖4中的複合針的縱向平面部分中示出了套筒接合裝置，在圖4中，針材料用平行線填充。圖4a顯示了一種複合針15，其具有K處的中樞端以及L處的具有尖端3的頂部。在圖4b中放大了由K標不的圓中的該針的中樞端，以顯不套筒13的中樞端與落屑針2的接合的細節，且在圖4c中放大了 L處的針尖端。在此實施例中，由套筒7的每一端處的較小的肩19提供用於接合套筒7和落屑針2的接合裝置，各較小的肩19提供鄰接面，用於確保套筒7與落屑針2摩擦接 合。落屑針的接合部分的肩19、22是機械加工的或模製的，以確保該複合針的外表面是平滑的，從而避免在該針的穿刺期間組織不慎撕裂。入孔18和肩22之間的落屑針2的表面形成與套筒7的內表面的密封接合，使得可防止洩漏。圖4c顯示了套筒7的頂部12與落屑針12中的肩19在複合針15的尖端3處的接合。套筒7在落屑針2上方滑動，因此套筒或落屑針中的任一個必須由彈性材料製成，以允許套筒滑動到位，並且允許與肩的鄰接面的接合。在落屑針的頂部和中樞端處的接合裝置的其他實施例是可能的，例如，階梯式的肩、凸緣，等等。將根據使用的材料選擇接合裝置。由聚合物材料組成的套筒和落屑針可包含許多接合裝置，僅限於可模製類型的接合裝置。
[0041]套筒和落屑針的製造中所使用的最優選的材料為適用於注塑成型的聚合物材料。本發明的範圍包括被設計為用於形成本發明的各實施例的針的模具。落屑針2的模具不需要機械落屑銷。可用傳統的工具加工技術形成通道9。可經濟地實現落屑針2的通道9的模具分型線且不需要落屑銷或其它特別的脫模技術。
[0042]圖6顯示了具有落屑針2以及套筒的本發明的另一個實施例的分解視圖，落屑針2具有鈍頭尖端3，套筒具有套筒7的傾斜頂部12。圖7顯示了複合針15，並且套筒7處於與落屑針2接合的位置。可在R處的圓中看到落屑針2的鈍頭尖端3。在本實施例中，落屑針2和套筒7形成並接合，使得套筒7的頂部12 —同形成複合針15的尖端3。在本實施例中，在該套筒的頂部不存在接合肩19或其它摩擦接合裝置。在本實施例中，該套筒的傾斜頂部12以及該落屑針的尖端3的傾斜鈍頭端一同形成尖端，該尖端可充分地穿刺組織且具有比平的鈍頭尖端相比更少的落屑。最有利地，當製造方法為聚合物材料的注塑成型時，本實施例的落屑針和套筒以及構造適用於共擠出。
[0043]圖8顯示了具有相接合的落屑針2和套筒7的複合針15的可選的實施例的縱向橫截面。圖8a顯示了與針座25的貯液容器部流體連通的縱向管道24。如圖1c和圖4b中示出的，本發明的此實施例提供了一種不需要入孔18的可選的結構，以將縱向管道24和針座貯液容器25連接。圖Sb顯示了複合針15的流體管道17和落屑針2。
[0044]圖9顯示了具有與針座11集成的套筒7的本發明的另一個實施例的分解視圖。本實施例中套筒7和針座11的集成最有利地允許將集成的部件注塑成型為單個物件。該針座的內部可包括用於與落屑針2的肩29摩擦接合的接合裝置。
[0045]圖10顯示了具有與注射器的針座11集成的套筒7的、複合針15的一種實施例的縱向橫截面。圖1Oa顯示了與落屑銷2接合的套筒7，且落屑銷2與針座26的管道接合。圖1Ob是圖1Oa的AB的放大的截面，顯示了套筒7和落屑銷2與針座7的針座內表面26的接合的更多細節。圖1Oc顯示了包括在針座11內相接合的落屑銷2和套筒7的、複合針15的另一種實施例。在本實施例中，落屑銷2的中樞端27包括用於與針座26的內部接合的凸緣。在圖1Od中更清晰地不出了圖1Oc中AC處的部分。
[0046]圖11顯示了本發明的另一種實施例，其中，兩個複合針15在其針座11處接合。在本實施例中，不存在與各針座流體連通的貯液容器25。在本實施例中，可通過如本文中描述的複合針15中形成的多個通道、將流體從一個容器傳輸到另一個容器。本實施例最方便地提供了穿刺供流體在其中傳輸的各容器的裝置。
[0047]圖12提供了具有間隔物(其為凸狀凸起物)的複合針的其它實施例的多個示例。雖然優選的實施例包括自落屑針突出的多個突出物，圖12a示出了複合針的橫切面，其中，突出物10自套筒7的內表面突出以在與落屑針2接合時形成管道17。圖12b示出了貫穿複合針15的橫切面，其中，用於形成套筒7和落屑針2之間的間隔物的管道為凸狀突出物26。這樣的突出物在落屑針2上的分布可為規則的或不規則的。
[0048]本文中的各圖示出了在套管中具有多個管道的、本發明的多個實施例，該套管具有鋒利的或尖的針尖端。本發明的範圍包括其內具有多個管道但不具有鋒利的或尖的針尖
端的套管。`
【權利要求】
1.一種套管，包括: 落屑針，具有接合裝置和至少一個用於流體傳輸的通道；以及 套筒，用於接合所述落屑針； 其中，當所述套筒與所述落屑針接合時，形成用於流體傳輸的密封的管道。
2.如權利要求1所述的套管，其中，由間隔物限定所述通道。
3.如權利要求1或權利要求2所述的套管，其中所述間隔物從所述落屑針或所述套筒突出。
4.如權利要求1至3中任一項所述的套管，其中，所述間隔物包括自所述落屑針突出的軸向突出物。
5.如權利要求1至4中任一項所述的套管，進一步包括接合裝置，用於接合所述套筒和所述落屑針。
6.如權利要求5所述的套管，其中，接合裝置包括徑向入孔，將所述縱向管道與針座連接。
7.如權利要求1至6中任一項所述的套管，進一步包括具有鋒利的尖的尖端。
8.如權利要求1至7中任一項所述的套管，進一步包括具有鋒利的刀片的尖端。
9.如權利要求1至8中任一項所述的套管，進一步包括與所述尖端間隔開的孔。
10.如權利要求1至9中任一項所述的套管，進一步包括具有側埠的創傷尖端。
11.如權利要求1至10中任一項所述的套管，其中，所述套筒集成在所述針座中。
12.如權利要求1至11中任一項所述的套管，其中，所述落屑針或套筒中的至少一個由聚合物材料組成。
13.一種如前述任一項權利要求所述的套管，具有至少0.2mm的外直徑。
14.一種模具，用於形成套管，所述套管的外圍表面中具有至少一個縱向通道。
15.一種設備，用於共擠出如權利要求1至13中任一項所述的套管。
16.一種設備，用於結合具有不同特性的兩種材料，以形成如權利要求1至13中任一項所述的套管。
17.一種用於流體注射的套管的製造方法，包括以下步驟: 形成在外圍表面內具有通道的落屑針； 形成套筒；以及 接合所述套筒與所述落屑針。
【文檔編號】A61M5/00GK103796694SQ201280044582
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月12日 優先權日:2011年9月13日
【發明者】A·埃施利曼 申請人:Ssb技術有限公司