Катетер для равномерной подачи жидкости по всей анатомической области (варианты) - RU2303468C2
Код документа: RU2303468C2
Чертежи
Описание
Область техники
Настоящие изобретения относятся к катетерам и способам их изготовления. В частности, изобретения относятся к катетеру, обеспечивающему равномерную подачу жидкого лекарственного средства в анатомическую область через инфузионную секцию катетера, а также к способу изготовления этого катетера.
Уровень техники
Инфузионные катетеры для подачи жидкого лекарственного средства в анатомические системы, например в тело человека, хорошо известны на предшествующем уровне техники. Такие катетеры, как правило, содержат гибкую полую трубку, вводимую в некоторую область анатомической области. Трубка, как правило, содержит одну или более аксиальных полостей, в которых может проходить поток жидкости. Ближний конец трубки катетера соединяют с источником жидкости, из которого жидкость вводят в трубку катетера. Поток жидкости проходит в одной из полостей под давлением, прикладываемым на ближнем конце трубки. Для каждой полости обычно предусматривают одно или более выпускных отверстий вдоль инфузионной секции вблизи дальнего конца трубки, предназначенных для выхода жидкости из трубки. Такие выпускные отверстия создают прошивкой боковой стенки полой трубки.
В некоторых условиях лечения выгодно подавать жидкое лекарственное средство во множество мест в области раны. Например, некоторые раны, которые требуют подачи болеутоляющего лекарственного средства, могут сообщаться со многими нервными окончаниями, а не с одним нервным стволом. Одним примером такой раны является хирургический разрез. Как указано выше, на предшествующем уровне техники предусматривают множество выпускных отверстий, через которые жидкое лекарственное средство выходит из трубки катетера. Выпускные отверстия могут быть предусмотрены в различных положениях вдоль оси и на поверхности трубки катетера для того, чтобы контролировать положение участков подачи лекарственного средства.
Пример катетера, имеющего такую конфигурацию, описан в патенте US 5800407, выданном Эльдору. В некоторых случаях возникает также необходимость подачи такого лекарственного средства при низком давлении и так, чтобы жидкость подавалась с относительно низкой скоростью. Например, некоторые болеутоляющие лекарственные средства должны подаваться медленно для избежания токсичности и других побочных эффектов. Кроме того, во многих случаях применения желательно дозировать жидкое лекарственное средство по существу с одной скоростью через инфузионную секцию катетера с тем, чтобы лекарственное средство было равномерно распределено в области раны.
Недостатком катетеров с множеством выпускных отверстий, известных из предшествующего уровня техники, является то, что во время подачи жидкого лекарственного средства при низком давлении жидкость склонна выходить только через выпускные отверстия, которые расположены у ближнего конца инфузионной секции трубки катетера. Это происходит вследствие того, что жидкость легче выходит через выпускные отверстия, до которых короче ее путь и, значит меньше преодолеваемое гидравлическое сопротивление. В результате этого жидкое лекарственное средство подается только в небольшую зону в области раны. Склонность жидкости выходить через указанные ближние выпускные отверстия зависит от размера отверстия, общего числа выпускных отверстий и скорости потока жидкости. При увеличении размера отверстия или числа отверстий - увеличивается вероятность выхода жидкости только через ближние отверстия. Наоборот, при увеличении скорости потока жидкости, уменьшается вероятность такого поведения потока жидкости.
Пример катетера, обеспечивающего более равномерное дозирование жидкого лекарственного средства через инфузионную секцию катетера, иллюстрируется в патенте US 5425723, выданном Вэнгу. Этот катетер содержит внешнюю трубку, концентричную ей внутреннюю трубку и центральную полость, находящуюся во внутренней трубке. Между трубками образуется кольцевой канал. Внешняя трубка имеет множество выпускных отверстий, равномерно отстоящих друг от друга, ограничивающих инфузионную секцию катетера. В процессе применения жидкость из центральной полости проходит через боковые отверстия в боковых стенках внутренней трубки. Расстояние между соседними боковыми отверстиями может уменьшаться вдоль длины внутренней трубки, чтобы побуждать больше жидкости проходить через более дальние боковые отверстия. После этого жидкость попадает в кольцевой канал - прежде, чем выходить через выпускные отверстия в стенке внешней трубки. В кольцевом канале жидкость может проходить дальше или ближе, в зависимости от местоположения ближайшего выпускного отверстия во внешней трубке.
Но катетер, описанный Вэнгом, эффективен только при подаче жидкости при относительно высоком давлении. При подаче жидкости при относительно низком давлении данный катетер не обеспечивает равномерного распределения жидкости. Жидкость склонна выходить через боковые отверстия внутренней и внешней трубок, которые ближе всего расположены к ближнему концу инфузионной секции катетера.
Кроме того, концентрическая трубчатая конструкция является относительно сложной и трудной для производства. Обе трубки должны быть достаточно гибкими, чтобы обеспечивать маневренность при прохождении через анатомическую область, причем кольцевой канал должен оставаться открытым так, чтобы жидкость могла равномерно проходить через него. Причем изгиб катетера может деформировать кольцевой канал или даже привести к контактному взаимодействию внутренней и внешней трубок. Это может вызвать неравномерное давление жидкости в продольном сечении кольцевого канала, приводя в результате к неравномерной подаче жидкости.
Таким образом, имеется потребность в более простом и технологичном катетере, предназначенном для равномерной подачи жидкого лекарственного средства в анатомическую область вдоль инфузионной секции катетера. Этот катетер должен быть эффективен как при высокой, так и при низкой скорости потока жидкости, не требовать высокого давления, а также сохранять свои качества, будучи изогнутым или иначе физически деформированным.
Сущность изобретения
В соответствии с описанным выше, задачей и целью настоящего изобретения является преодоление отмеченных выше недостатков и ограничений путем создания усовершенствованного катетера, предназначенного для подачи лекарственного средства к требуемому участку анатомической области (раны).
Данная задача решается тем, что предлагаемый катетер для подачи жидкости по всей анатомической области содержит удлиненную трубку, имеющую закрытый дальний конец и выпускные отверстия, образованные в боковых стенках указанной трубки, причем указанные выпускные отверстия предусмотрены вдоль длины указанной трубки, ограничивающей инфузионную секцию указанного катетера, при этом указанная трубка имеет такие размеры, чтобы вводиться в анатомическую область, и удлиненный элемент, позиционируемый в указанной трубке, причем указанный элемент имеет такой размер, чтобы между указанной трубкой и указанным элементом образовывался кольцевой зазор, при этом указанный элемент образован из пористого материала, причем указанный катетер имеет такую конфигурацию, чтобы жидкость, вводимая в ближний конец указанной трубки, проходила через указанные выпускные отверстия по существу с одной скоростью по всей указанной инфузионной секции.
Указанный элемент может быть расположен как соосно, так и несоосно с трубкой.
Указанный элемент может быть соединен с указанной трубкой посредством кольцеобразного соединения, образованного вблизи ближнего конца указанной инфузионной секции, либо - посредством кольцеобразного соединения, образованного в общем на середине пути между ближним и дальним концами указанной инфузионной секции.
Указанный элемент может быть соединен с указанной трубкой на дальнем конце указанного элемента.
Предпочтительно, указанный пористый материал имеет средний размер пор, находящийся в диапазоне 0,1-50 мкм.
Указанным пористым материалом может являться материал, имеющий торговую марку Ментек.
Предпочтительно, указанный кольцевой зазор имеет радиальную ширину не более 0,005 мкм.
Катетер может дополнительно содержать противовоздушный фильтр в протоке указанной трубки.
В другом варианте катетер для равномерной подачи жидкости по всей анатомической области содержит удлиненную трубку, имеющую выпускные прорези, образованные в боковых стенках указанной трубки, причем указанные выпускные прорези предусмотрены вдоль длины указанной трубки, ограничивающей инфузионную секцию катетера, при этом указанные прорези ориентированы, в общем, параллельно продольной оси указанной трубки, а указанная трубка имеет такую конфигурацию, чтобы жидкость, проходящая в ней, текла по существу через все указанные выпускные прорези по существу с одинаковой скоростью, при этом указанные прорези увеличиваются по длине от ближнего к дальнему концу указанной инфузионной секции.
В третьем варианте катетер для равномерной подачи жидкости по всей анатомической области содержит трубку, имеющую выпускные отверстия, образованные в боковой стенке указанной трубки, причем указанная трубка закрыта на дальнем конце, а указанные выпускные отверстия имеют такой размер, чтобы все они образовывали отверстие - ограничитель потока.
Указанные выпускные отверстия могут иметь одинаковый размер так, чтобы жидкость, дозируемая из указанной трубки, проходила по существу с одинаковой скоростью через все указанные выпускные отверстия.
Перечень фигур
Сущность изобретения иллюстрируется на следующих фигурах.
Фиг.1 - продольный разрез катетера, имеющего элементы и преимущества в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2-4 - продольные разрезы катетеров, аналогичных катетеру, показанному на фиг.1, иллюстрирующие альтернативные соединения между внутренним пористым элементом и трубкой.
Фиг.5 - поперечное сечение катетера, соответствующего катетеру, иллюстрируемому на фиг.1-4, в котором внутренний пористый элемент соосен с внешней трубкой.
Фиг.6 - поперечное сечение катетера, соответствующего катетеру, иллюстрируемому на фиг.1-4, в котором внутренний пористый элемент не соосен с внешней трубкой.
Фиг.7 - схематическая иллюстрация катетера, соответствующего настоящему изобретению, в варианте с противовоздушным фильтром.
Фиг.8 - вид сбоку катетера, имеющего элементы и преимущества в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.9 - вид сбоку катетера, имеющего элементы и преимущества в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.10 - схематическая иллюстрация применения катетера, соответствующего настоящему изобретению, для обработки кровяного сгустка.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления настоящих изобретений
На фиг.1 иллюстрируется катетер 1, соответствующий другому варианту настоящего изобретения. Катетер 1 содержит закрытую на дальнем конце трубку 2, имеющую множество выпускных отверстий 3, образованных в ней вдоль инфузионной секции катетера, как в описанном выше варианте осуществления. Выпускные отверстия 3 желательно предусмотрены по всей периферии трубки 2. Удлиненный пористый элемент 4, образованный из пористого материала, окружен в трубке 2. Предпочтительно, чтобы пористый элемент 4 имел в общем цилиндрическую форму и был сплошным.
Предпочтительно, чтобы пористый элемент 4 был позиционирован в трубке 2 так, чтобы между внешней поверхностью пористого элемента 4 и внутренней поверхностью трубки 2 был образован кольцевой зазор 5. Предпочтительно, чтобы пористый элемент 4 проходил от дальнего конца 6 трубки 2 назад к ближней точке инфузионной секции катетера. В альтернативном варианте осуществления пористый элемент 4 может проходить только вдоль части инфузионной секции. Пористый элемент 4 предпочтительно, в общем, соосен с трубкой 2, но и не соосные конструкции будут иметь преимущества настоящего изобретения. Предпочтительно, чтобы пористый элемент 4 был изготовлен из гибкого материала для способствования позиционированию катетера 1 в теле пациента.
При использовании жидкое лекарственное средство, проходящее в трубке 2, насыщает пористый элемент 4 и проходит в кольцевую область 208. Как только пористый элемент 4 насытился, жидкое лекарственное средство в пористом элементе 4 проходит в область 208 и выходит из катетера 1 через выпускные отверстия 3. Поскольку гидростатическое давление жидкости однородно по всей кольцевой области 5, то жидкость преимущественно проходит равномерно через все выпускные отверстия 3. Имеется несколько преимуществ кольцевой области 208. Одним преимуществом является то, что она склонна оптимизировать равномерное течение через выпускные отверстия 3. Пористый элемент 4 может быть также образован из пористого материала, который склонен расширяться при насыщении жидкостью. Если это имеет место, то пористый элемент 4 предпочтительно расширяется в кольцевой области 208, не оказывая давления на трубку 2. Это ограничивает возможность возникновения областей высокого давления на внутренней поверхности трубки 2, которые могут вызывать образование неравномерного течения лекарственного средства на выходе в области раны. В альтернативном варианте осуществления пористый элемент 4 может расширяться и приходить в контактное взаимодействие с трубкой 2 и еще соответствовать целям настоящего изобретения.
Пористый элемент 4 образован из пористого материала, имеющего средний размер пор, предпочтительно находящийся в диапазоне 0,1-50 мкм, а более предпочтительно приблизительно 0,45 мкм. Радиальная ширина W кольцевой области 208 предпочтительно находится в диапазоне от 0 до приблизительно 0,005 мкм, а более предпочтительно приблизительно 0,003 мкм. Пористый элемент 4 может быть образован из любого из широкого множества материалов, обладающих пористостью, гибкостью, прочностью и долговечностью. Предпочтительным является материал с торговой маркой Ментек.
Пористый элемент 4 может быть закреплен в трубке 2 посредством клея. В одном варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1, клей нанесен на дальний конец пористого элемента 4 для образования соединения с внутренней поверхностью дальнего конца трубки 2. Предпочтительно, чтобы клей был нанесен на ближний конец или вблизи ближнего конца инфузионной секции катетера 1. Клей может быть дополнительно нанесен на периферию пористого элемента 4 в любом его продольном положении, образуя кольцеобразное соединение с внутренней поверхностью трубки 2. Например, как иллюстрируется на фиг.1, кольцеобразное соединение 8 предусмотрено непосредственно на ближнем конце инфузионной секции катетера 1. Возможны также другие конфигурации. Например, на фиг.2 иллюстрируется вариант осуществления, в котором клей нанесен на дальний конец пористого элемента 4 для образования соединения 9 и также, как правило, в центре инфузионной секции для образования кольцеобразного соединения 10. На фиг.3 иллюстрируется вариант осуществления, в котором клей нанесен только на дальний конец пористого элемента 4 для образования соединения 11. На фиг.4 иллюстрируется вариант осуществления, в котором клей нанесен только в центре инфузионной секции для образования кольцеобразного соединения 12. Из описания, приведенного в этой заявке, квалифицированным в этой области техники специалистам будет очевидно, что клеи могут быть нанесены в любой из множества конфигураций. Таким образом, например, клей на дальнем конце катетера (то есть соединения 7, 9 и 11, иллюстрируемые на фиг.1, 2 и 3 соответственно) не требуется.
В текущем наилучшем варианте осуществления настоящего изобретения предпочтительно образовывать два соединения - одно у самого ближнего выпускного отверстия и одно - у самого дальнего выпускного отверстия катетера. Каждое соединение образовано с помощью клея, как описано выше.
Кольцеобразное соединение 8 может быть образовано заливкой клея в жидком состоянии через одно из выпускных отверстий 3, когда пористый элемент 4 находится в трубке 2. Клей, имеющий, как правило, высокую вязкость, склонен растекаться по периферии пористого элемента 4, а не в тело элемента. Таким образом, клей образует кольцеобразное соединение с трубкой 2, как будет очевидно квалифицированным специалистам в этой области техники. Клей также заглушает выпускное отверстие 3, через которое он был залит. Может оказаться приемлемым любой из широкого множества клеев, однако предпочтительным является клей, имеющий торговую марку Локтайт.
Как указано выше, пористый элемент 4 предпочтительно соосен с трубкой 2. На фиг.5 иллюстрируется поперечное сечение катетера 1, в котором пористый элемент 4 концентрически окружен в трубке 2. В альтернативном варианте осуществления пористый элемент 4 может быть позиционирован смежно трубке 2, как иллюстрируется на фиг.6. Конфигурация, иллюстрируемая на фиг, 6, может быть проще для производства, чем конфигурация, иллюстрируемая на фиг.5, поскольку пористый элемент 4 не обязательно должен центрироваться в трубке 2.
Из описания, приведенного в этой заявке, квалифицированному специалисту в этой области техники будет очевидно, что пористый элемент 4 может быть любой требуемой длины и может проходить вдоль любой требуемой длины инфузионной секции катетера 1. Например, катетер 1, иллюстрируемый на фиг.1, может иметь воздух в пористом материале элемента 4. Введение жидкого лекарственного средства в катетер побуждает воздух выходить из выпускных отверстий. Однако это может занять несколько часов. Если катетер вводят в пациента, в то время как воздух находится внутри и жидкое лекарственное средство вводят в катетер, то в область раны пациента может поступать немного лекарственного средства или вообще не поступать лекарственного средства до тех пор, пока воздух не выйдет из трубки катетера. Таким образом, предпочтительно пропустить жидкое лекарственное средство через катетер перед введением катетера в пациента для того, чтобы гарантировать, что воздух вышел из катетера перед его применением. Кроме того, как следует из фиг.7, противовоздушный фильтр 13, как известно в этой области техники, может быть введен в трубопровод катетера вблизи инфузионной секции 14 катетера 1. Фильтр 13 препятствует нежелательному поступлению воздуха в инфузионную секцию 14 катетера 1.
На фиг.8 и фиг.9 иллюстрируются трубки катетера, имеющие удлиненные выпускные отверстия или прорези. Такие трубки катетера могут быть использованы вместо трубок катетера, которые были проиллюстрированы и описаны выше. На фиг.8 иллюстрируется трубка 15, имеющая выпускные отверстия или прорези 16, которые являются удлиненными в продольном направлении трубки 15. Прорези 16 предпочтительно предусмотрены по всей периферии трубки 15 вдоль инфузионной секции катетера. По сравнению с меньшими выпускными отверстиями удлиненные прорези 16 склонны увеличивать скорость потока жидкости, выходящей из катетера благодаря уменьшению гидравлического сопротивления жидкости. Предпочтительно, чтобы прорези 16 могли быть ориентированы в продольном направлении на корпусе катетера не нарушая конструктивной целостности катетера 1, как вполне очевидно квалифицированным специалистам в этой области техники.
На фиг.9 иллюстрируется трубка 17, имеющая выпускные отверстия или прорези 18, длина которых увеличивается вдоль длины трубки в направлении к дальнему концу. В иллюстрируемом варианте осуществления прорези, которые расположены ближе к ближнему концу инфузионной секции трубки 17, имеют меньшую длину, чем прорези, которые расположены ближе к дальнему концу инфузионной секции. Как в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.8, трубка 17 катетера преимущественно обеспечивает по существу равномерную подачу жидкости через по существу все выпускные прорези 18 в условиях относительно высокой скорости потока жидкости. Это имеет место, поскольку больший размер более дальних прорезей компенсирует их повышенное гидравлическое сопротивление и перепад давлений.
Другими словами, поскольку более дальние прорези больше более ближних прорезей, то имеет место более высокая скорость потока через более дальние прорези, чем это было бы, если бы они были одного размера с более ближними прорезями. Прорези 18 могут быть преимущественно предусмотрены с постепенно увеличивающейся длиной, что в результате приводит к по существу равномерной подаче жидкости. Кроме того, удлиненные прорези в результате приводят, как правило, к более высоким скоростям потока жидкости на выходе, чем в варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.8.
Что касается всех вышеописанных вариантов осуществления катетеров, то квалифицированным специалистам в этой области техники будет очевидно, что в описанной полости (полостях) или вблизи описанной полости (полостей) может быть предусмотрена независимая полость проволочного направителя.
Катетер, соответствующий настоящему изобретению, может быть использован в различных случаях медицинского применения. Как следует из фиг.10, в одном примере случая применения катетер 1 введен в кровяной сгусток 19 в вене или артерии 20. Предпочтительно, чтобы инфузионная секция катетера находилась в кровяном сгустке 19. Жидкое лекарственное средство предпочтительно вводят в ближний конец трубки катетера. Жидкое лекарственное средство преимущественно выходит из катетера 1 с равномерной скоростью потока по всей инфузионной секции для растворения сгустка 19.
Как это очевидно для специалистов, предлагаемый катетер может быть использован во множестве случаев, включающих, например, блокады периферического нерва, интратекальные инфузии, эпидеральные инфузии, внутривенные инфузии, внутриартериальные инфузии, а также устранение боли в области раны.
Кроме того, катетер может быть выполнен интегрально с гидравлической линией, исходящей из инфузионного насоса, в отличие, например, от независимого катетера, предназначенного для соединения или крепления к инфузионному насосу.
Хотя изобретение описано в предпочтительных вариантах его осуществления, специалистам в этой области техники очевидно, что данное изобретение не ограничено рамками этих вариантов и допускает очевидные модификации или эквиваленты. Объем настоящих вариантов изобретения определяется только формулой изобретения.
Реферат
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к катетерам, обеспечивающим равномерную подачу жидкого лекарственного средства в анатомическую область через инфузионную секцию катетера. В первом варианте катетер содержит удлиненную трубку и удлиненный элемент. Трубка имеет закрытый дальний конец и выпускные отверстия, образованные в боковых стенках трубки. Отверстия предусмотрены вдоль длины трубки, ограничивающей инфузионную секцию катетера. Трубка имеет такие размеры, чтобы вводиться в анатомическую область. Удлиненный элемент позиционируется в трубке. Элемент имеет такой размер, чтобы между трубкой и элементом образовывался кольцевой зазор. Элемент образован из пористого материала. Катетер имеет такую конфигурацию, чтобы жидкость, вводимая в ближний конец трубки, проходила через выпускные отверстия по существу с одной скоростью по всей инфузионной секции. Во втором варианте удлиненная трубка имеет выпускные прорези, предусмотренные вдоль длины трубки, ограничивающей инфузионную секцию катетера. Прорези ориентированы, в общем, параллельно продольной оси трубки. Трубка имеет такую конфигурацию, чтобы жидкость, проходящая в ней, текла по существу через все прорези по существу с одинаковой скоростью. Прорези увеличиваются по длине от ближнего к дальнему концу инфузионной секции. В третьем варианте трубка закрыта на дальнем конце. Выпускные отверстия, образованные в боковой стенке трубки, имеют такой размер, чтобы все они образовывали отверстие-ограничитель потока. Технический результат - простота и технологичность. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.
