向一部位供給氣體的方法和設備的製作方法

2023-04-28 02:18:01

專利名稱：向一部位供給氣體的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及向一部位供給氣體。
背景技術：
在這整個申請中，各公開文獻用括號內的阿拉伯數字表示。這些公開文獻的完整引用可在說明書末尾、權利要求的緊前面部分找到。據此在本申請中引入這些公開文獻的公開內容全文作為參考，以便更完整地說明本發明所屬的現有技術。
對於傷口癒合以及氧壓的作用人們做了深入的研究(1)。在癒合過程中，成纖維細胞的增殖、血管生成、膠原蛋白的合成和表皮再生是其中重要的因素。
無論是意外發生還是外科手術造成的，在受傷不久之後，未分化的間充質細胞就轉變成遷移性成纖維細胞，其移入並越過受損的傷口。已知成纖維細胞本質上是需氧性的。成纖維細胞受到刺激產生膠原蛋白。儘管成纖維細胞的培養試驗表明，高乳酸鹽和抗壞血酸濃度的典型缺氧條件可激活一些成纖維細胞的膠原蛋白合成酶，然而有關低、正常、和高氧壓的動物研究卻證實膠原蛋白合成速率的增加發生在高氧而不是缺氧的條件下。
另一方面，血管生成似乎會受到缺氧組織梯度的刺激，新生毛細血管在氧氣濃度較低的方向上延伸。當缺氧梯度不再存在時，血管生成最小化或者停止。已知上皮生成也與氧壓有關，相對於缺氧條件來說，在高氧條件下可觀察到上皮增殖具有較高的速率。
向傷口癒合組織供給的氧氣可以有三種來源全血中與血紅蛋白化學結合的氧氣；溶解在血漿中的氧氣；以及從外部擴散到血漿或組織中的氧氣。在深度傷口中，後者的作用很少。例如，R.P.Gruber等人的研究表明，利用極譜測得的氧壓在表皮真皮中(0.30-0.34mm)，3bar 100％的O2下有顯著增加，而在同樣的條件下深部真皮(1.8-2.2mm)的相對氧氣濃度沒有變化(2)。
在表面的傷口中，所有的氧氣來源都很重要。然而，在大表面積的傷口中，例如潰瘍中，只有潰瘍邊緣處的組織或其底部能夠得到血液的充分供給，而生長中的肉芽組織在沒有氧氣從外部擴散進來的情況下，必須通過來自於血管和血漿中的擴散來供氧，這是一種效率相對較低的過程。
可保持潮溼環境的封閉覆蓋物能促進傷口的癒合也是公知的(3)。而且，眾所周知，傷口敷料的更換可能會干擾癒合過程，因為其破壞了癒合組織，其中肉芽和膠原蛋白的合成還沒有達到足夠的抗拉強度以避免在敷料去除時發生斷裂。然而，由於血液和血漿不能夠提供理想的氧氣濃度，並且由於存在封閉覆蓋物引起來自外部的氧氣的進一步減少，就可能迅速達到缺氧的條件。儘管該條件可以促進血管生成，但其會對膠原蛋白合成和表皮生成造成不利的影響。而且，在能支持其它厭氧菌群的缺氧條件下也會引起多種梭狀芽胞桿菌種類的生長，例如，產氣莢膜梭菌和敗毒梭菌(4)。除了通過抑制生長而最小化厭氧菌群之外，已知高氧條件還可以減小其它病原體的濃度。
以前對慢性潰瘍和壞疽組織的治療在許多情況下涉及大面積的清瘡術並結合使用抗生素和全身高壓氧氣。房間大小規模的高壓氧氣腔室或者大小適用於個體患者的腔室採用的是壓力在2至3bar的純氧。治療時間有所限制，因為氧氣具有毒性並且血液中升高的氧氣含量可能引起中樞神經系統(CNS)紊亂。這種治療已取得了很大的成功，但這些成功並非出自全身血液和來自血漿的氧氣供給提高的緣故。血液和血漿已經包含了足夠用於癒合過程的氧氣。相反，氧氣向傷口限制性的擴散過程制約了對最佳癒合過程和感染最小化所需的氧氣的供給。傷口中升高的氧壓最有可能直接來自於氧氣從腔室中較多地擴散到傷口表面內。例如，Gruber指出，從皮膚中吸收氧氣的速率與氧氣的濃度在大約0％至30％時大致成正比(2)。然而，Gruber進一步指出，在較高的氧氣濃度下氧氣的吸收趨於平緩。
由於大型高壓腔室的成本以及氧氣毒性可能引起的全身效應問題，人們提出了局部高壓腔室的建議。然而，在2-3 bar的「常規」高壓下工作的局部腔室很難在不幹擾向傷口部位的供血的情況下密封被處理的身體或者肢體。因此，只製造出了在適度升高的壓力下工作的高壓腔室，例如一種在22mm汞柱的純氧(1.03bar)下工作的裝置(5)。然而，這種腔室昂貴而難以進行滅菌(6)。經常發生交叉感染。
Heng以及其他一些人提出了一種簡單的高壓氧治療腔室，其由可用膠帶固定在身體或肢體上的聚乙烯袋構成(6)，或者由具有帶和VELCR粘扣的透明尼龍袋構成(7)。壓力保持在20mm汞柱到30mm汞柱之間。然而，與這種袋的密封有關的洩漏需要較高的氧氣流速。因此，該方法只有在有足夠氧氣供給的情況下使用，或者在能容納大型氧氣罐的可控家庭環境下使用。具有改進封口的可拋棄型高壓治療袋在美國專利No.5029579中有所公開。美國專利No.5478310中披露了另一種可拋棄型的高壓治療袋。
在美國專利No.4875483中，提供了一種分層敷料，其外部為低氧氣滲透性層，相鄰的內層為透氧層。較低滲透性的外層保持粘貼3到72小時以產生缺氧環境，並希望刺激血管生成，之後去掉該層。然而，儘管剩餘層，即當前的外層是可透過氧氣的，但該層還是減少了氧氣的輸送，因而可能需要前述任一種方法進行高壓治療以將氧氣提高到足夠的水平從而提供最佳的治癒過程。
局部缺血會妨礙傷口的癒合，並且老年群體的傷口比較年輕群體的傷口更容易缺血(8)。已經在缺血的兔耳模型中證明局部或者高壓的氧氣能夠將非癒合傷口轉變成癒合傷口，並且當與氧氣一起使用時其生長因子(PDGF)具有增強的效應(9)。
眾所周知。正常傷口上表皮移動的速度關鍵取決於存在的氧氣量，並且這是一個速率限制性的步驟。對局部環境的控制依賴於局部血液的供給和來自於大氣的氧氣擴散。能促進傷口流體增加和減少非覆蓋狀態傷口持續時間的任何形式的治療都有提高癒合速率的趨勢(10，11)。
人們普遍認為不單是傷口周圍的組織要提供足以修復傷口的氧氣，而且需要大氣氧氣來形成一種表皮傷口癒合中的關鍵元素羥脯氨酸。已經證明加入新合成羥脯氨酸的羥基中的氧有93％來自於大氣中(12)。
進一步公知的是，很可能氧氣是通過痂直接到達表皮細胞而並非通過血管或組織來供給。先前用塑料薄膜覆蓋傷口的研究發現薄膜的氧氣滲透性越高，癒合速率越高(13，14)。此外，薄膜抑制了痂的形成，從而改變了表皮再生的模式。使用能抑制結痂並具有較高氧滲透性的創傷敷料被認為能夠改善傷口的癒合過程。較高的氧氣出現率加速了表皮連續性的重建過程。純氧到達敞開傷口的直接途徑可促進表皮細胞的移動。
Kaufman等人證明，當潮溼的氧氣在豚鼠的全層燒傷上以21到60，80-96％的水平改變時，傷口癒合有持續的改善(15)。Niinikoski也表示，膠原蛋白在動物傷口死角中的聚積隨著環境氧氣濃度的增加而增加，峰值達70％(16)。
一篇對局部氧氣和燒傷癒合的綜述中說，氧氣對於主要癒合過程，即收縮來說是必須的(17)。局部氧氣還被證明可提高皮膚潰瘍和傷口的癒合速率，其中由於周邊血管疾病或者對微循環的局部損傷而導致了供氧不足。Fischer表示，局部高壓氧氣治療可提高表皮的生成和褥瘡潰瘍的收縮(5)。
Utkina證明，在正常大氣壓下適當增加氧氣的水平可提高敞開傷口的癒合速率(18)。他表示，癒合速率隨著持續暴露於45％的氧氣而提高。
許多出版的專利中公開了採用化學反應、氧飽和溶液或者電化學發生器在受傷部位利用局部氧氣的發生來治療繃帶系統中的傷口(參見美國專利No.5855570，5578022，5788682，5792090和6000403)。這些概念並沒有商品化。本發明可以使氣體簡便地包含到傷口敷料中，其形成了不斷暴露於預定氧氣水平下的傷口環境，而不需要氣體源，例如發生器、飽和溶液或者化學反應。由於傷口中代謝過程所消耗的氧氣量相對較小，因此可以選擇用於敷料的材料和敷料中氧氣腔的體積來保持該敷料實際壽命的預定氧氣濃度。
在本發明之前，人們認為幫助傷口癒合需要較大量的氧氣，其證明了對氧氣釋放源的需要。然而，在細胞代謝中傷口消耗的實際氧氣量相當小，僅僅需要一種可確保在癒合階段中有大擴散梯度的氧氣進入傷口中的設計。採用較高壓力以進一步提高氧氣擴散梯度將更多的氧氣擴散到組織中的高壓途徑只被短暫採用，一旦讓患者離開高壓環境，傷口中的氧氣水平就會很快地下降到暴露之前的極限。本發明在無需使用較高的壓力生成氧擴散梯度的情況下就能作為高氧環境工作。
在連續而能走動的基礎上向傷口提供氧氣有助於加速癒合過程並減少感染。以下描述的氧氣敷料可作為其它治療法的補充，並可以對多種類型的傷口實施速度限制性的步驟。
發明概述本發明為一種能夠向目標部位供給一種或多種氣體的設備。本發明的一個實施例是一種多層傷口敷料，層與層之間預先填充了高水平的氧氣。上層是能夠將氧氣保持在傷口上方的阻擋膜，而下層是一層貼在傷口上的高傳遞速度的薄膜。該自備敷料可像常規傷口敷料那樣將施加到傷口上，並且可以製造得比常規敷料或經皮膏藥具有更小的尺寸、重量和觸感。該敷料還可以在可控環境中包裹住目標部位，如附肢。例如，該敷料可以以手套(glove)或連指手套(mitten)的形式用於手部治療，或者以襪子的形式用於足部或腿部的治療或者傷口。
阻擋層使氧氣保持在傷口的附近，而滲透層或多孔層可以使氧氣以與梯度成正比的速率擴散到傷口流體中，直到傷口流體達到飽和。敷料起著儲氧室的作用，並且隨著氧氣被傷口消耗，如需要局部還有豐富的氧氣供給使用。
儘管氧氣在傷口癒合過程中是一種速度限制性的成分，但氧氣跨未受損皮膚的傳遞很少，被傷口消耗的氧氣是一個相對較小的數字，估計在10-4cc/mL流體-hr。因此，敷料的設計最大程度地受相關氣體通過阻擋材料的擴散速率、患者上目標氣體的濃度範圍、敷料用盡的時長、以及敷料與其自身和與患者密封整體性的影響。
使用者可從利用氣控包裝(CAP)的包裹中取下敷料以保持產物的完整性。CAP是一種具有高阻擋特性的特殊包裝，其含有預定的氣體比用以保護產物。CAP在食品工業領域是公知的，可使用的CAP種類的實例在美國專利No.4895729以及公開文獻(19、20、21、22、23)中有所記載。
敷料可以加速急性和慢性傷口的癒合，並且具有抗細菌和抗真菌的優點。
附圖簡述加入並且構成本說明書一部分的附圖表示了本發明的一個實施方案，並且與說明書一起解釋了本發明的一個實施方案。在附圖中，

圖1表示了敷料系統的一個實施方案。
圖2表示了包裝系統的一個實施方案。
圖3表示了放氣囊袋系統的一個實施方案。
圖4表示使用根據本發明一個實施方案的包裝系統的流程圖。
圖5表示使用根據本發明一個實施方案的敷料系統的流程圖。
圖6表示了囊袋系統的一個實施方案。
圖7表示了手套的實施方案。
圖8表示了襪子的實施方案。
詳細說明以下對本發明的詳細說明參考了附圖。該詳細說明僅僅提供了本發明的示例性實施方案而不是為了限制本發明。
圖1表示了一種用於供給一種或多種氣體的設備，在此也被稱為敷料系統100。該敷料系統100表示成示例性剖面透視圖以便更清楚地來說明本發明。在一個實施方案中，敷料系統100的構造是，含有氣體用以分配給穿戴該敷料系統100的使用者。例如，在該敷料系統100內包含的不同氣體可以包括但不限於，氧氣、二氧化碳、和/或氮氣。
這裡使用的術語「氣體」包括任何氣體或者揮發物。
敷料系統100包括封邊110，外阻擋層(或上層)120，儲氣室130，吸收環140，粘合襯裡150，可滲透膜(或下層)160，以及適應性多孔插入物170。
封邊110的構造是，將外阻擋層120和可可滲透膜160粘合在一起以形成儲氣室130。
外阻擋層120選擇成不透氣的。例如，外阻擋層120可以包括金屬化聚酯、塗陶瓷聚酯、聚偏二氯乙烯片層，如Saranex、EVOH片層，如Oxyshield、或者聚醯胺片層，如Capran。在一個實施方案中，外阻擋層120可以構造成從外部來源向使用者傳導熱或電刺激的形式。例如，可以利用聚乙烯或者其它的紅外穿透材料作為外阻擋層120。
可滲透膜160構造成可以透過氣體的形式。例如，可滲透膜160可以包括聚氨酯、矽氧烷、聚氯乙烯、聚烯烴等等，優選乙烯乙烯醇共聚物(EVA)或者EVA/聚乙烯。
儲氣室130構造是，當使用者穿戴著敷料系統100時可儲存氣體。在一個實施方案中，儲氣室130內所儲存的氣體可通過可可滲透膜160可調節地釋放給使用者。
當穿戴該敷料系統100時，釋放給使用者的氣體量可以根據儲氣室130和用作可可滲透膜160的材料內所包含的氣體濃度改變。其它因素，如溫度和大氣壓力也可以影響向使用者釋放的氣體量。
吸收環140可位於可可滲透膜160的附近，並且可構造成能吸走使用者上的溼氣。
粘合襯裡150的構造可將敷料系統100貼合在使用者上。另外，還可以利用粘合襯裡150來防止通過可可滲透膜160輸送給使用者的氣體漏出。在一個實施方案中，粘合襯裡150可覆蓋住敷料系統100的周邊。在另一個實施方案中，粘合襯裡可覆蓋住整個敷料系統100，並且可以與可滲透膜160成為一體。
可用在本發明中的膠布類型的實例在美國專利No.6284941和5308887中有所記載。在一個實施方案中，該粘合襯裡可以包括市場上可購買到的創可貼中使用的膠布。在另一個實施方案中，粘合襯裡可包括凝膠粘合劑。該凝膠粘合劑可包括水凝膠。凝膠粘合劑也可以是可重複使用的，這樣該敷料系統就可以從使用者上取下並再貼上不止一次。
適應性多孔插入物170的構造是，可防止由於直接將外阻擋層120按壓到可可滲透膜160上而形成氣體缺乏區域。在一個實施方案中，該適應性多孔插入物170設置在儲氣室130內，並且位於外阻擋層120和可可滲透膜160之間。
包含該敷料系統100的元件僅用於說明的目的。對所示的任何元件的刪減或取代並沒有偏離本發明的實質和範圍。類似地，增加任何新的元件也沒有偏離本發明的實質和範圍。
在一個實施方案中，敷料系統100的構造是，以高水平的氧氣預先填充在儲氣室130內。在該實施方案中，敷料系統100為放在使用者傷口上方的構造以幫助傷口癒合。在一個實施方案中，外阻擋層120的構造可將氧氣保持在敷料系統100內，並且可可滲透膜160是高傳遞速率的薄膜，其構造可向傷口上供氧。換句話說，外阻擋層120將氧氣保持在傷口的附近，而可可滲透膜160可以使氧氣以正比於梯度的速率擴散到傷口流體中，直到傷口流體飽和。
飽和之後，敷料系統100起到儲氧室的作用；隨著氧氣被傷口消耗，如果需要，局部還有豐富的氧氣供給傷口。
敷料系統100的比例可能受到有關氣體通過可滲透膜160的擴散速率、使用者上目標氣體的濃度、敷料系統100用盡的時長、以及敷料系統100與使用者之間的密封整體性的影響。敷料系統100可以加速急性和慢性傷口的癒合，並且具有抗細菌和抗真菌的優點。
在另一個實施方案中，除了向使用者供給氣體之外，敷料系統100還可以設計成向使用者輸送生物學上有益的試劑，如藥物、礦物質、營養物、胺基酸、pH改性劑、殺微生物劑、生長因子、酶類。在一個實施方案中，將氣體輸送系統與有益試劑添加劑一體化可以達到只有氣體或者只有有益試劑添加劑無法述到的增強效果。在一個實施方案中，這些生物學上有益的試劑可以作為加入粘合襯裡150中的微膠囊化試劑來輸送。在另一個實施方案中，微膠囊化試劑可以存在於敷料腔180中的凝膠基質中，可通過孔或者穿孔獲得，或者使用常規的經皮技術得到。
在另一個實施方案中，儲氣室130內包括了一種能在儲氣室130內產生氣體的物質，用以代替用氣體填充儲氣室130。例如，可在儲氣室130內包括氧氣釋放劑。氧氣釋放劑包括釋放氧氣的無機鹽、含配方的過氧化氫、插層過氧化錳、過碳酸鈉、碳酸鈉以及過氧化氫等等。
還有另一個實施方案中，可以略去可滲透膜160，並利用適應性多孔插入物170來容納一種用於在敷料系統100內產生氣體的物質。
還有另一個實施方案中，外阻擋層120包括Saranex，可滲透膜160為聚氨酯高透氧性薄膜，這兩層的周邊被密封，並且儲氣室130含有98％的氧氣。在儲氣室130中獲得特定的氧氣濃度並形成氣控包裝的方法是(1)組裝敷料、在正常大氣條件下(大約21％的氧氣)密封儲氣室；(2)將輔料放在金屬化膜包裝中；(3)用100％的氧氣衝裝該包裝；以及(4)密封該包裝。在存放時，儲氣室130中的氣體將通過可滲透膜160與包裝內的氣體達到平衡。當顧客收到並打開該產品時，儲氣室中的氣體將達到98％的氧氣。所使用的材料和尺寸根據這些目的而定。
在另一個實施方案中，這裡所述的敷料系統還可進一步包括隔膜，這裡稱其為隔膜、閥、Luer式裝置、或者通過其可將氣體引入敷料系統中，然後再次密封以防一種或多種氣體漏出的任何可釋放開口。可將該實施例的敷料系統施加到傷口上，然後以預定的比例將一種或多種氣體引入敷料系統中，例如，用注射器。該隔膜還可以再次填充敷料系統，如果需要的話。
圖2表示了一種包裝系統100。包裝系統100表示成示例性剖面透視圖以便更清楚地說明本發明。在一個實施方案中，包裝系統200的構造是，將氣體包含在位於該包裝系統中的封閉容器210內。例如，敷料系統100內包含的不同氣體可以包括但不限於，氧氣、二氧化碳和/或氮氣。
封閉容器210還設置成可容納圖1中所示以及相應描述中所對應的敷料系統100的形式。一旦將該封閉容器210密封住，該封閉容器就基本上不透氣；該封閉容器210內的氣體被基本保持在該封閉容器210中。另外，該封閉容器210利用氣控包裝(CAP)來保持該封閉容器210內的環境。在一個實施方案中，CAP是一種具有高阻擋特性並含有預定氣體比例以保持內部環境的包裝。
封閉容器210內的氣體可通過可滲透膜160而滲透敷料系統100。
在一個實施方案中，包裝系統200可用於儲存敷料系統100，並且當儲氣室130中的氣體和封裝容器210中的氣體相同時，其不會使儲存在敷料系統100中的儲氣室130內的氣體發生降解。
在另一個實施方案中，包裝系統200可用來改變敷料系統100中的氣體濃度。當容器210內的氣體濃度高於敷料系統100內的的氣體濃度時，封閉容器210內儲存的氣體成分就擴散到敷料系統100中。類似地，當容器210內的氣體濃度低於敷料系統100內的的氣體濃度時，敷料系統100內儲存的氣體成分就擴散到封閉容器210中。氣體可通過可滲透膜160擴散，直到成分達到平衡，可滲透膜兩邊的濃度相同。
圖3表示了一种放氣囊袋系統300。該放氣囊袋系統300表示成示例性剖面透視圖以便更清楚地說明本發明。在一個實施方案中，放氣囊袋系統300的構造是，含有被分配到該放氣囊袋系統300周圍的局部部位上的氣體。例如，放氣囊袋系統300內包含的不同氣體可以包括但不限於，氧氣、二氧化碳和/或氮氣。
放氣囊袋系統300包括第一可滲透膜310，第二可滲透膜320，以及儲氣室330。
在一個實施方案中，第一可滲透膜310與第二可滲透膜320相連並形成儲氣室330，用以將氣體儲存在放氣囊袋系統300內。例如，該第一和第二可滲透膜310和330可以聚氨酯、聚乙烯、矽氧烷膜、聚氯乙烯等等包括。
儲氣室330的構造是，當放氣囊袋系統300使用時，其可以儲存氣體。在一個實施方案中，儲氣室330內的儲存氣體通過第一和第二可滲透膜310和320可以可調節地向該放氣囊袋系統300周圍的部位釋放。
通過該放氣囊袋系統300釋放的氣體的量和速率可以根據跨可滲透膜的氣體濃度梯度變化，其中所述可滲透膜包括儲氣室330的壁以及用作第一和第二可滲透膜310和320的材料。310和320可以是相同或不同的材料。兩邊氣體釋放的量和速率可以不同，這時可使310和320具有不同的滲透性。其它因素，如溫度、溼度、以及大氣壓力也可以影響氣體釋放的量。
所示包括放氣囊袋系統300的元件僅僅出於說明性的目的。對所示的任何元件的刪減或取代並沒有偏離本發明的實質和範圍。類似地，增加任何新的元件也沒有偏離本發明的實質和範圍。
在一個實施方案中，放氣囊袋系統300的構造是，在將氣體釋放到周圍環境中之前，以預定的氣體濃度預先填充並將其放在包裝系統200(圖2)內，該包裝系統也預先填充了與放氣囊袋中同樣的氣體濃度，以便保持囊袋中的水平。在另一個實施方案中，放氣囊袋系統300中儲氣室330內的氣體在囊袋系統200內部達到平衡，這樣使囊袋和包裝都達到了目標濃度。
在一個實施方案中，放氣囊袋系統300設置成放在這樣一個環境中，使儲氣室330內儲存的氣體穩定地釋放到周圍的環境中，而其梯度並沒有明顯發生改變。在另一個實施方案中，從儲氣室330到周圍環境中的氣體釋放速率隨著周圍環境逐漸氣體飽和而減緩。飽和之後，放氣囊袋系統300起到儲氣室的作用；當氣體從周圍環境中耗散時，在儲氣室330內有局部氣體供給以提供給周圍環境，其受跨可滲透膜傳遞的速率的控制。
該放氣囊袋300具有多種應用，包括非醫療應用，例如應用該放氣囊袋300來影響容器內的環境，用於任何目的，如試驗、食品保藏、用以加速降解、用以防止腐蝕等等。
圖4和圖5中繪製的流程圖只表示本發明的一個實施方案。圖4和5中的流程圖是在特殊應用基礎上本發明的一種特定用途。在一個實施方案中，本發明可以與其它的應用一起使用。流程圖中的方框可以以不同的順序執行而不背離本發明的實質。此外，可以刪剪、加入或在各流程圖中組合方框而不會背離本發明的實質。
圖4中的流程圖表示了根據一個實施方案的使用包裝系統200的示例性方法。
在方框410中，將氣體保持的物體放在包裝系統200內。在一個實施方案中，該氣體保持的物體為敷料系統100。在另一個實施方案中，該氣體保持的物體為放氣囊袋系統300。還有另一個實施方案中，該氣體保持的物體可以是具有保持和控制從該物體上釋放氣體的構造的任何元件。
在方框420中，用氣體衝裝包裝系統200。在一個實施方案中，用與氣體保持物體中所包含氣體相同的氣體衝裝該包裝系統200。例如，該敷料系統100可以用氧氣預先填充，並放在包裝系統內。通過氧氣衝裝該包裝系統200，該包裝系統200確保了敷料系統100保持在預先填充的氧氣內容物中。
在另一個實施方案中，用與氣體保持物體中所包含氣體不同的氣體來衝裝包裝系統200。例如，敷料系統100可含有除氧氣之外還包含其它氣體的空氣，並放在包裝系統200內。通過用純氧衝裝該包裝系統200，該包裝系統200向敷料系統100擴散多餘的氧氣，直到該包裝系統200內的氣體和敷料系統100內的氣體達到平衡。
在方框430中，在將氣體保持物體放在包裝系統200內並用氣體衝裝該包裝系統200之後，將包裝系統200密封。
在方框440中，如果氣體保持裝置內的氣體不同於包裝系統200內的氣體，則出現氣體交換直到達到平衡。例如，利用上述實例，其中記載了一種含有空氣並且密封在衝裝了純氧的包裝系統200內的敷料系統100，氧氣擴散到敷料系統100中，同時氮氣從敷料系統100擴散出，進入包裝200，直到在敷料系統100和包裝系統200內的氣體之間達到平衡。在該實施方案中，氣體可以通過可滲透膜160(圖1)而進行交換。
在方框550中，包裝系統200可以打開以取下所述氣體保持物體。該包裝系統200可用來存放氣體保持物體，而不會使該氣體保持物體內的氣體發生降解。在另一個實施方案中，包裝系統200可用來將氣體注入該氣體保持物體中。
圖5中的流程圖表示了根據一個實施方案的使用敷料系統100的示例性方法。
在方框510中，將敷料系統100從包裝中取出。
在方框520中，將敷料系統100貼到使用者上。在一個實施方案中，該敷料系統100可覆蓋住使用者的傷口或破損皮膚。在一個實施方案中，敷料系統100採用了粘合襯裡150來將該敷料系統100貼到使用者上。
在方框530中，在敷料系統100與使用者之間形成密封。在一個實施方案中，粘合襯裡150形成了該敷料系統100與使用者之間的密封。
在方框540中，從敷料系統100向使用者提供氣體。在一個實施方案中，可滲透膜160設置在使用者的傷口或者破損皮膚的上方，並允許氣體由敷料系統100提供給使用者的傷口。
在另一個實施方案中，可滲透膜160可以設置在使用者的未受損皮膚上方，並允許氣體由敷料系統100提供給使用者的皮膚。向未受損皮膚供給氧氣有多種實際的應用，例如治療曬傷或輻射傷害的皮膚、脫皮肌膚、擦傷皮膚、或者向老化肌膚提供滋養物。與局部試劑一起使用可能具有增強的效果。
在方框550中，敷料系統100的儲氣室130內的氣體可以進行儲存，直到有其它的氣體通過可滲透膜160供給使用者。
包裝系統的另一個實施方案包括這裡所述的任一包裝系統，並且進一步包括一隔膜，如在此定義的可能是隔膜、閥、Luer lock、或者通過其可將一種或多種氣體引入該包裝系統中，然後再次密封以防氣體漏出的任何可再次密封的開口。該包裝系統可以以預定的比例就地(例如，醫院中，醫生辦公室中)充入一種或多種氣體。
在另一個實施方案中，粘合層可以包括凝膠。該凝膠可具有半粘性的特性，使得同一敷料系統可以被重複取下並貼上。可利用的凝膠實例在美國專利No.4839345、5354790和5583114中有所記載。
前面給出的對本發明特定實施方案的描述是出於解釋和說明的目的。
它們並不意味著將本發明窮舉或限制在所公開的精確實施方案上，當然鑑於上述教導就可能做出許多改進和變形。選擇並描述這些實施方案是為了說明本發明的原理及其實際應用，從而使本領域的其他技術人員能夠以最適合於所設計的特定應用的方式來最好地利用本發明及具有各種變化形式的各種實施方案。
圖6表示了一種囊袋系統600。該囊袋系統600設計成能將氣體發送到局部環境中的形式，其類似於放氣囊袋系統300。該囊袋系統600包括第一層610和第二層630。第一層610和第二層630可以滲透過氣體。在一個實施方案中，第一層610和第二層630通過中間層620粘合在一起。通過使負載轉向，該中間層620使囊袋系統600具有了更有彈性並且更加耐久的密封層，位於第一層610和第二層630之間，這樣就將較多的牢固剪切力施加到較高粘合強度的密封層上，而不是將所有的內部壓力和負載都施加到一個剝離強度表面上的設計。通過加入直徑比第一層610小的中間層620，第一層610和第二層630之間的密封層得以加固。
本發明的另一個實施方案是一種可在可控環境中包裹住目標部位，如附肢，的設備。一旦將需要治療的附肢放在該設備中，開口便固定在了附肢的周圍。例如，該設備可以呈手套或連指手套的形式用於手部治療或傷口，或者呈襪子的形式用於足部或腿部的治療或傷口。手套或者連指手套可以固定在患者的手或手臂的周圍，襪子可固定在患者的腳踝或腿的周圍。該設備可以預先裝在儲氣室中，如這裡所述，並且包裝在CAP環境中。該設備還可以包裝在一種能幫助氣體交換的CAP環境中，使得儲氣室中的氣體在儲存時通過被動擴散而達到目標比例，如這裡所述。該設備還可以根據這裡所述的任一種方法被填充或再次填充上。
圖7表示了一種用於手/手臂的治療或傷口的手套。該圖顯示了牛套的側視圖700A和截面A-A的剖面圖700B。內層710是一層可滲透膜，如這裡所述，其可以透過氧氣和/或其它的氣體。外層720是一層外阻擋層，如這裡所述，選擇對氧氣和/或其它氣體較少滲透性的材料。在這兩層之間形成了儲氣室730，其中可以包含一種或多種氣體、凝膠、流體、緩衝材料、彈性多孔材料，或其組合，或者如這裡所述。
圖8表示了一種用於足/腿部的治療或傷口的襪子。表示了頂視圖800A、側視圖800C和前視圖800D。還表示了該襪子的截面A-A的剖視圖800B。內層810是一層可滲透膜，如這裡所述，其可以透過氧氣和/或其它的氣體。外層820是一層外阻擋層，如這裡所述，選擇對氧氣和/或其它氣體較少滲透性的材料。在這兩層之間形成了儲氣室830，其中可以包含一種或多種氣體、凝膠、流體、緩衝材料、彈性多孔材料，或其組合，或者如這裡所述。
本發明的另一個實施方案是一種設備，其中內層和/或外層進一步包括肋條(ribs)。這些肋條可以使儲氣室中的一種或多種氣體施加到目標區域上，甚至當壓力從外部來源施加到該設備上時也如此。
本發明的其它實施方案也可以是毯子、氧氣面膜、裹巾或者眼貼形式的設備。這些其它的實施方案也可以用於向目標部位，如面部或眼部，提供氧氣或者其它的氣體，其中是通過將所述滲透層放置在目標部位並將所述設備固定在患者上，要麼通過機械手段，即重力，將固定帶或材料纏繞於其上來固定，要麼通過用粘性密封條繞周邊或其它的表面將該設備直接密封在目標部位上來固定。
這裡所描述的本發明的任何實施方案都可以與現有技術組合起來使用。
本發明適用於人類和動物患者的傷口治療，可用於實驗室中，或者在需要特定的氣體或氣體組合物來達到特殊、不連續部位的任何地方。
前面所給出的對本發明特定實施例的說明是出於解釋和說明的目的。它們並不意味著將本發明窮舉或限制在所公開的精確實施例上，當然鑑於上述教導就可能做出許多改進和變形。選擇並描述這些實施方案是為了說明本發明的原理及其實際應用，從而使本領域的其他技術人員能夠以最適合於所設計的特定應用的方式來最好地利用本發明及具有各種變化形式的各種實施方案。
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權利要求
1.一種用於向目標部位提供一種或多種氣體的設備，包括上層和下層，所述層的周邊周圍被密封從而在兩層之間形成了儲氣室，其中上層具有氣體阻擋特性，而下層具有高度的氣體傳遞特性，所述儲氣室含有一種或多種氣體。
2.權利要求1所述的設備，其中所述設備進一步包括粘合襯裡，其構造可將所述設備粘貼到所述目標部位上。
3.權利要求1所述的設備，其中所述上層包括金屬化聚酯。
4.權利要求1所述的設備，其中所述上層包括塗陶瓷的聚酯。
5.權利要求1所述的設備，其中所述上層包括聚偏二氯乙烯片層。
6.權利要求5所述的設備，其中所述聚偏二氯乙烯片層為Saranex。
7.權利要求1所述的設備，其中所述上層包括EVOH片層。
8.權利要求7所述的設備，其中所述EVOH片層為Oxyshield。
9.權利要求1所述的設備，其中所述上層包括聚醯胺片層。
10.權利要求9所述的設備，其中所述聚醯胺片層為Capran。
11.權利要求1所述的設備，其中所述上層包括乙烯乙烯醇共聚物或者乙烯乙烯醇共聚物/聚乙烯。
12.權利要求1所述的設備，其中所述上層從外部來源向所述目標部位傳導熱或電刺激。
13.權利要求1所述的設備，其中所述下層包括聚氨酯、矽氧烷、聚氯乙烯或聚烯烴。
14.權利要求1所述的設備，其中所述下層是多孔的或經穿孔。
15.權利要求14所述的設備，其中所述下層是多孔的或經穿孔，並且其形成方式足以允許非氣體物質通過。
16.權利要求15所述的設備，其中所述非氣體物質包括營養或治療劑。
17.權利要求1所述的設備，其中所述儲氣室中包含的氣體可通過所述下層釋放給所述目標部位。
18.權利要求1所述的設備，其中所述吸收層連在所述下層上，並且所述吸收層位於所述下層和目標部位之間。
19.權利要求1所述的設備，其中所述吸收層連在所述下層上，並且所述吸收層位於所述上層和下層之間。
20.權利要求18或19所述的設備，其中所述吸收層為環形。
21.權利要求2所述的設備，其中所述粘合襯裡覆蓋住了所述下層的周邊。
22.權利要求2所述的設備，其中所述粘合襯裡覆蓋住了整個設備。
23.權利要求22所述的設備，其中所述粘合襯裡與所述下層成為一體。
24.權利要求1所述的設備，其中所述儲氣室內含有適應性多孔插入物。
25.權利要求23所述的設備，其中所述適應性多孔插入物包括海綿狀材料。
26.權利要求24所述的設備，其中在所述適應性多孔插入物中加入了吸收層。
27.權利要求24所述的設備，其中所述適應性多孔插入物填滿了整個儲氣室並且同時鄰接著上層和下層。
28.權利要求18所述的設備，其中所述適應性多孔插入物被加入所述吸收層中。
29.權利要求1所述的設備，其中所述儲氣室中的氣體為氧氣。
30.權利要求1所述的設備，其中所述儲氣室中的氣體為氮氣。
31.權利要求1所述的設備，其中所述儲氣室中的氣體為二氧化碳。
32.權利要求1所述的設備，其中所述儲氣室進一步包括一種生物學上有益的試劑。
33.權利要求32所述的設備，其中所述生物學上有益的試劑為藥物、礦物質、營養物、胺基酸、pH改性劑、殺微生物劑、生長因子或者酶類。
34.權利要求33所述的設備，其中所述生物學上有益的試劑包含在加入所述粘合襯裡的微膠囊中。
35.權利要求33所述的設備，其中所述生物學上有益的試劑包含在儲氣室中的凝膠基質中。
36.權利要求1所述的設備，其中所述一種或多種氣體通過能夠產生一種或多種氣體的物質在儲氣室中生成。
37.權利要求36所述的設備，其中所述儲氣室中的所述物質為氧釋放劑。
38.權利要求37所述的設備，其中所述氧釋放劑為無機鹽、含配方的過氧化氫、插層過氧化錳、過碳酸鈉、碳酸鈉或者過氧化氫。
39.權利要求36所述的設備，其中所述儲氣室中的所述物質為氮釋放劑。
40.權利要求36所述的設備，其中所述儲氣室中的所述物質為二氧化碳釋放劑。
41.權利要求1所述的設備，其中所述上層或者下層或者這兩層都包括多個間隔開的肋條。
42.權利要求1所述的設備，其呈手套或者連指手套的形式。
43.權利要求1所述的設備，其呈襪子的形式。
44.一種用於向目標部位提供一種或多種氣體的設備，包括上層、吸收層和下層，所述層的周邊周圍被密封從而在上層與下層之間形成了儲氣室，其中上層具有氣體阻擋特性，下層具有高度的氣體傳遞特性，而吸收層連在下層上，所述儲氣室含有一種或多種氣體。
45.一種用於向目標部位提供一種或多種氣體的設備，包括上層、吸收層、下層和凝膠層，所述層的周邊周圍被密封從而在上層與下面若干層之間形成了儲氣室並填充有吸收層，所述儲氣室含有一種或多種氣體，其中所述上層具有氣體阻擋特性，所述吸收層連在下層上並具有高度的氣體傳遞特性，所述下層具有高度的氣體傳遞特性，以及所述凝膠層連在下層上並與目標部位相接觸。
46.一種用於向目標部位提供一種或多種氣體的設備，包括具有氣體阻擋特性的上層和粘合層，其中具有氣體阻擋特性的粘合層與所述上層的周邊相連，使得所述粘合層貼在所述目標部位的周圍表面上，在所述上層與目標部位之間形成了儲氣室，這樣使所述粘合層包括了所述儲氣室的側面。
47.權利要求46所述的設備，其中所述上層在放在目標部位上方後凸起。
48.權利要求1-47中任意一個所述的設備，進一步包括將上層和下層繞所述周邊密封在一起的密封墊。
49.權利要求48所述的設備，其中所述密封墊是伸入所述儲氣室中的加強型密封墊。
50.權利要求1-49中任意一個所述的設備，進一步包括隔膜。
51.一種包裝系統，包括基本上不透氣的封閉容器，其包含有權利要求1-50中任意一個的設備以及一種或多種氣體，其中一種或多種氣體以預定的比例儲存在所述設備的儲氣室中。
52.一種包裝系統，包括基本上不透氣的封閉容器，其包含有權利要求1-50中任意一個的設備以及一種氣體，其中所述容器中的氣體不同於所述設備中的氣體，並且兩種氣體通過所述設備的下層進行擴散，在所述封閉容器內達到平衡。
53.一種向目標部位輸送一種或多種氣體的方法，包括將權利要求1-50中任意一個的設備應用到所述目標部位的步驟。
54.一種向權利要求1-50的設備充注一種或多種氣體的方法，包括步驟a.將所述設備放在基本上不透氣的容器內，其中所述設備的儲氣室內含有空氣；b.用一種或多種氣體衝裝所述容器，其足以產生預定比例的氣體；以及c.密封所述容器並使所述氣體通過所述底層滲透所述設備的儲氣室，使得所述一種或多種氣體在所述設備和所述容器中達到平衡。
55.一種向權利要求1-50的設備充注一種或多種氣體的方法，包括步驟a.將所述設備放在基本上不透氣的容器內，其中所述設備的儲氣室內含有預定比例的一種或多種氣體；b.用相同預定比例的一種或多種氣體衝裝所述容器；以及c.密封所述容器以保持所述預定比例。
56.一種向權利要求1-50的設備充注一種或多種氣體的方法，包括步驟a.將所述設備放在基本上不透氣的容器內，其中所述容器包括隔膜；b.密封所述容器；c.將氣體源連接到所述隔膜上；d.用一種或多種氣體衝裝所述容器，其足以產生預定比例的氣體；以及e.使所述氣體通過所述底層滲透所述設備的儲氣室，使得所述一種或多種氣體在所述設備和所述容器之間達到平衡。
57.一種向權利要求1-50的設備充注一種或多種氣體的方法，包括步驟a.將所述設備放在基本上不透氣的容器內，其中所述設備和所述容器都處於具有預定比例氣體的受控環境中；b.在所述受控環境中密封所述容器以便在所述容器中捕獲預定比例的氣體；以及c.使所述氣體通過所述底層滲透所述設備的儲氣室，使得所述預定比例的氣體包含在所述設備中。
58.一種試劑盒，包括權利要求1-50中任意一個的設備，以及描述向目標部位應用所述設備從而將一種或多種氣體輸送到目標部位的說明性材料。
59.一種將一種或多種氣體充注到權利要求1-50中任意一個的設備中的方法，包括步驟a.將所述設備放在目標部位上方；b.通過向粘合層加壓將所述設備密封在目標部位周圍；c.將與預定比例的一種或多種氣體通過所述上層相連的氣體引入元件插入所述儲氣室；d.將一種或多種氣體引入所述儲氣室中；以及e.從所述設備上取掉氣體引入元件。
60.一種用於治療創傷的設備，包括上層和下層，所述層的周邊周圍被密封從而在兩層之間形成了儲氣室，其中上層具有氣體阻擋特性，而下層具有高度的氣體傳遞特性，所述儲氣室含有一種或多種氣體。
61.權利要求1-50和60中任意一個的設備作為治療哺乳動物傷口的治療裝置的應用。
62.權利要求61所述的應用，其中所述傷口選自潰瘍、壞疽性損傷、曬傷、輻射傷害、脫皮損傷、擦傷、以及由於老化造成的皮膚傷害。
全文摘要
一種用於向目標部位供給一種或多種氣體，如氧氣的設備，包括上層和下層，所述層的周邊周圍被密封從而在層與層之間形成了儲氣室，其中上層為不透氣的，而下層為高度透氣性的，所述儲氣室含有一種或多種氣體。本發明還描述了利用這種設備向傷口供氧以改良傷口癒合過程的方法。
文檔編號A61FGK1838976SQ200480023785
公開日2006年9月27日 申請日期2004年6月18日 優先權日2003年6月18日
發明者C·羅薩蒂 申請人:奧西班德科技公司