Изобретение относится к устройству для соединения канюли (и/или трубки), выполненной из гибкого материала, с трубкой в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения.
Устройства для соединения канюль и трубок известны. Часто трубки и/или канюли соединяются соединительными гайками. Соединительная гайка используется в комбинации с зажимной втулкой или соединительной муфтой (соединение встык) для соединения трубок и/или канюль друг с другом. При затягивании гайки канюле передается радиальная сила. Соединительная гайка обеспечивает удержание в осевом направлении и создает радиальное уплотнение. Эта технология соединения, в частности, используется в настоящее время для соединения имплантируемых насосов для крови, для чего как правило необходимы соединения между обычно металлической трубкой и канюлей, выполненной из гибкого материала.
Такое типовое соединение между насосом для крови, канюлями и трубкой имеет следующие недостатки:
- для резьбы необходима стенка большей толщины. Это увеличивает диаметр соединения. Кроме того, неизбежно увеличение веса из-за большего количества материала,
- условия для осуществления соединения невоспроизводимы, а сами соединения не обладают стабильностью в течение длительного времени. Определенный затягивающий момент возможен только в определенных пределах. К сожалению, может возникнуть необходимость в использовании гаечного ключа, что требует от хирурга использования дополнительного инструмента для имплантации и эксплантации. Так как затягивающий момент не определен, материал может разрушиться при чрезмерном затягивании соединения (силикон течет при больших усилиях, а ткань из полиэстера, а также Dacron@ или PTFE, может разорваться). В противном случае гайка может быть присоединена слишком свободно,
- в отсутствие блокиратора поворота соединительная гайка из-за вибраций может ослабляться. Это неизбежно ведет к утечке, создающей угрозу жизни, так как гайка не сможет долго обеспечивать удержание в осевом направлении и радиальное уплотнение,
- соединительная гайка обычно имеет мелкую резьбу, результатом чего является большая длина резьбовой части. Работа с гайкой становится трудной и требует от хирурга много времени,
- соединительные гайки могут создать слабо выраженные переходные места, разрушающие кровь. Это может привести к гемолизу и тромбозу,
- соединительные гайки всегда сочетаются с определенным материалом канюли (титан, тканый полиэстер-PTFE, Dacron®, силикон или полиуретан). При других материалах канюли требуются другие конструкции,
- в существующих системах длина выпускной канюли может быть приспособлена к анатомии пациента только на дистальном конце (со стороны аорты). Соответственно, конфигурацию передней части выпускной канюли нельзя выбирать свободно. Результатом этого может быть неопределенное переходное место, разрушающее кровь, например, когда выпускные канюли изготовлены из тканого полиэстера. Кроме того, выпускные канюли могут запутываться, в результате чего уменьшается поток крови.
Целью изобретения является создание устройства для соединения канюль, выполненных из гибких материалов, с трубками, которое обеспечивает несложные, быстрые, безопасные и воспроизводимые условия для соединения и отсоединения канюли от трубки и наоборот, в частности в связи с хирургической операцией для присоединения к насосу для крови, который поддерживает работу сердца или заменяет его.
Достижение цели обеспечено благодаря свойствам, изложенным в п.1 формулы изобретения.
Предлагаемое устройство для соединения канюли, выполненной из гибкого материала, с трубкой, в котором патрубок, например соединительная муфта, вставляется в канюлю, отличается тем, что на конце канюли расположено зубчатое кольцо, которое установлено с возможностью поворота и смещения до ограничителя и которое может быть присоединено к стопорному кольцу, прикрепленному к концу трубки, путем осевого перемещения и защелкивания на стопорном кольце. Канюля, возможно, изогнутая, может произвольно поворачиваться вокруг своей продольной оси относительно зубчатого кольца, так что место и положение насоса и канюли в теле пациента может быть оптимально приспособлено к анатомическим условиям. Герметизация между соединительной муфтой и канюлей создается радиальным давлением канюли, которая упруго расширяется при размещении на соединительной муфте.
Предпочтительные варианты выполнения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения на конце канюли расположено натяжное кольцо, неподвижно соединенное с канюлей. Зубчатое кольцо расположено с возможностью смещения и поворота на натяжном кольце. Форма и материал, выбранные для натяжного кольца, могут преимущественно способствовать радиальной герметичности путем создания дополнительных радиальных герметизирующих сил.
Натяжное кольцо может быть выполнено из эластичного материала, например из силикона, или из жесткого материала, например из металла. В частности, натяжные кольца, выполненные из металла, могут быть сделаны в виде втулки с пазами.
Согласно другому варианту выполнения изобретения стопор выполнен в виде отдельной манжеты на конце канюли, так что во время зацепления зубчатое кольцо прижимает торец манжеты к стопорному кольцу, создавая, таким образом, плотное герметичное соединение.
Согласно другому варианту выполнения изобретения между манжетой и зубчатым кольцом может быть установлено прокладочное кольцо, которое во время операции защелкивания давит на манжету. Распределение давления улучшается прокладочным кольцом, если манжета выполнена из гибкого материала. Прокладочное кольцо может быть установлено с возможностью смещения и поворота, но оно может быть также неподвижно соединено с зубчатым кольцом.
Согласно другому варианту выполнения изобретения на конце канюли расположен усиливающий элемент, неподвижно соединенный с канюлей с возможностью смещения и поворота на зубчатом кольце. Предпочтительно, усиливающий элемент объединяет натяжное кольцо с манжетой.
Согласно еще одному варианту выполнения изобретения между натяжным кольцом и манжетой выполнена канавка, в которой помещено прокладочное кольцо. Прокладочное кольцо может иметь различную форму, которая может быть приспособлена к определенным конструктивным требованиям. Прокладочное кольцо вдавливается в канавку посредством деформирования гибкой манжеты. Когда зубчатое кольцо защелкивается, оно давит на прокладочное кольцо, которое, в свою очередь, давит на манжету и образует плотное соединение со стопорным кольцом. Радиальное уплотнение улучшается благодаря упруго расширяющейся канюле и натяжному кольцу, в данном случае благодаря осевой герметизации, образующейся в результате уплотнительных поверхностей на манжете.
В альтернативном случае осевая герметизация может быть обеспечена только на торцевой поверхности манжеты. Патрубок, проходящий в канюлю и выполненный, например, в виде соединительной муфты, может быть очень коротким или его может не быть совсем, с уменьшением, таким образом, общей длины системы, поддерживающей работу сердца.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения зубчатое кольцо содержит основное кольцо с зубцами, имеющими удерживающие поверхности и расположенными на основном кольце с помощью гибких соединений. Прокладочное кольцо может также быть жестко соединено с основным кольцом.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения стопорное кольцо имеет удерживающие поверхности, находящиеся в контакте с удерживающими поверхностями зубцов зубчатого кольца.
Согласно другому варианту выполнения изобретения усиливающий элемент выполнен из гибкого материала, преимущественно из того же материала, который используется для изготовления канюли, предпочтительно из силикона.
Согласно еще одному варианту выполнения усиливающий элемент выполнен за одно целое с концом канюли и может быть изготовлен, например, литьем под давлением, так что канюля и усиливающий элемент выполнены из одного материала.
Согласно следующему варианту выполнения изобретения стопорное кольцо имеет наклонные поверхности, которые во время поворота зубчатого кольца относительно стопорного кольца обеспечивают расхождение зубцов в стороны, так что зубчатое кольцо может быть стянуто со стопорного кольца после выхода зубцов из взаимодействия с наклонными поверхностями стопорного кольца. Соединение, таким образом, расцепляется.
Согласно другому варианту выполнения изобретения стопорное кольцо включает ограничитель поворота, который во время поворота зубчатого кольца относительно стопорного кольца контактирует с зубцом, который не отошел в сторону, с предотвращением тем самым поворота зубчатого колеса за положение расцепления. Другой аналогичный стопор может быть установлен зеркально симметрично, так что поворот в положении расцепления ограничен независимо от направления поворота зубчатого кольца.
Еще в одном предпочтительном варианте выполнения изобретения канюля содержит по меньшей мере два последовательно расположенных усиливающих элемента. Это дает преимущество, заключающееся в том, что канюля может быть укорочена во время процесса имплантации насоса, без необходимости в надевании дополнительной усиливающей части на конец канюли.
Изобретение имеет следующие преимущества:
- можно выполнить простое, быстрое и безопасное соединение гибкой полой трубки с металлической трубкой при условиях имплантации насоса для крови, которое может быть разъединено путем поворота зубчатого кольца и его стягивания с канюли в осевом направлении,
- наружный диаметр в месте соединения между канюлей и трубкой увеличен только на небольшую величину относительно соответственно наружного диаметра канюли или трубки, благодаря чему уменьшается вес,
- условия соединения воспроизводимы,
- удержание в осевом направлении и радиальное и/или осевое уплотнение выполнены раздельно в отличие от соединений, в которых используется соединительная гайка,
- зубчатое кольцо обеспечивает удержание в осевом направлении и препятствует разделению соединения. Радиальное и/или осевое уплотнение достигается благодаря оптимизации отношения диаметров и/или отношения толщин в патрубке (соединительной муфте) и в канюле. В результате отсутствуют прикладываемые к канюле неопределенные осевые или радиальные силы, т.е. материал канюли не испытывает неблагоприятных воздействий. Также исключается дополнительный блокиратор поворота, так как зубчатое кольцо следует повернуть для расцепления соединения, что потребовало бы крутящего момента, который смог бы отклонить в сторону зубцы при скольжении по наклонным поверхностям стопорного кольца. Если необходимо, этот момент может быть приложен оператором. Соответственно, это соединение представляет собой самозапирающееся устройство,
- в предлагаемом защелкивающемся соединении может быть достигнут идеальный и плавный переход от канюли к трубке. Соединение между патрубком в виде соединительной муфты, которая обычно выполнена из титана, и канюлей имеет практически нулевое сопротивление потоку,
- предлагаемое устройство может работать с любым известным материалом канюли и не требует существенных конструктивных изменений,
- для соединения и разъединения предлагаемого устройства не требуется специального инструмента,
- длина выпускной канюли приспосабливается к концу насоса путем отрезания не являющихся необходимыми усиливающих элементов. Зубчатое кольцо затем снова может быть надето на канюлю, а прокладочный элемент вставлен в канавку, ближайшую к концу канюли. Выпускной конец канюли может в таком случае быть выполнен как угодно.
Изобретение описано ниже более подробно со ссылкой на варианты выполнения и чертежи, на которых:
фиг.1а схематически изображает продольный разрез конца канюли перед соединением,
фиг.1b схематически изображает продольный разрез конца трубки перед соединением,
фиг.1с схематически изображает продольный разрез предлагаемого соединения между концами канюли и трубки,
фиг.2 изображает вид в аксонометрии зубчатого кольца,
фиг.3а изображает продольный разрез конца канюли с прокладочным кольцом,
фиг.3b изображает продольный разрез конца канюли с усиливающим элементом без прокладочного кольца,
фиг.3с изображает продольный разрез прокладочного кольца,
фиг.4а изображает вид в аксонометрии стопорного кольца, если смотреть в направлении конца трубки,
фиг.4b изображает вид в аксонометрии стопорного кольца, если смотреть в направлении конца канюли,
фиг.5а изображает продольный разрез зубчатого кольца,
фиг.5b изображает продольный разрез стопорного кольца,
фиг.5с изображает продольный разрез зубчатого кольца и стопорного кольца в защелкнутом состоянии,
фиг.6а иллюстрирует расположение зубцов, когда они надеты на
стопорное кольцо (защелкнутое положение),
фиг.6b иллюстрирует расположение зубцов на стопорном кольце после поворота зубчатого кольца в положение расцепления, причем один зубец не отклонен в открытое состояние и находится в контакте с ограничителем поворота, задавая, таким образом, положение расцепления,
фиг.7а иллюстрирует расположение нескольких усиливающих элементов, находящихся на канюле,
фиг.7b иллюстрирует вариант выполнения канюли с усиливающими элементами, соединенными с ней с образованием единого целого путем литья под давлением,
фиг.8а изображает конец канюли с манжетой и зубчатым кольцом,
фиг.8b изображает конец трубки со стопорным кольцом,
фиг.8с изображает соединение между концами канюли и трубки со стопором на конце канюли,
фиг.9а изображает конец канюли с манжетой и натяжным кольцом, а так же с прокладочным кольцом,
фиг.9b изображает конец трубки со стопорным кольцом,
фиг.9с изображает соединение между концами канюли и трубки, с манжетой, натяжным кольцом и прокладочным кольцом,
фиг.10а изображает конец канюли с узкой манжетой и зубчатым кольцом,
фиг.10b изображает конец трубки с укороченным патрубком,
фиг.10с изображает соединение между концами канюли и трубки с укороченными патрубками,
фиг.11а схематически изображает насос, помогающий работе сердца, с предлагаемыми соединениями и выпускным коленом,
фиг.11b изображает насос, помогающий работе сердца, с соединениями и выпускной канюлей с несколькими усиливающими элементами.
Фиг.1а, 1b, 1с изображают пример предлагаемого устройства, которое обеспечивает соединение между канюлей 7 и трубкой 5. В конец 71 канюли (фиг.1с) вставляется патрубок, показанный здесь в виде соединительной муфты 4 шланга. На конце 71 канюли расположен усиливающий элемент 6, неподвижно соединенный с этим концом 71. В канавке 61 элемента 6 расположено прокладочное кольцо 2. Зубчатое кольцо 1 фиксируется своими зубцами 11 на стопорном кольце 3, при этом зубцы 11 прикреплены к основному кольцу 15 (см. фиг.2). Кольцо 1 давит тем самым на прокладочное кольцо 2, которое, в свою очередь, давит на манжету 62 элемента 6, образуя при этом плотное соединение с кольцевой торцевой поверхностью 36 стопорного кольца 3. Уплотнение между канюлей 7 и муфтой 4 образовано посредством упругого расширения конца 71 канюли, когда этот конец 71 надет на муфту 4. Это создает радиальные герметизирующие силы, которые прижимают внутреннюю поверхность конца 71 канюли к муфте 4. Радиальная герметизирующая сила, кроме того, увеличивается благодаря натяжному кольцу 63 элемента 6.
Предлагаемое устройство является, по существу, защелкивающимся соединением. Зубцы 11, расположенные на основном кольце 15, надеваются на стопорное кольцо 3, где они защелкиваются с возможностью разъединения (см. фиг.2, фиг.5 и фиг.6).
Торцевая поверхность 36 переходит в радиальном наружном направлении в наклонную поверхность 31 и в радиальном внутреннем направлении в выемку 35, в которую входит выступ 72 канюли, расположенный перед манжетой и создаваемый при укорочении канюли во время имплантации (фиг.7). Удерживающие поверхности 32 и наклонные поверхности 33 расположены за торцевой поверхностью 36, причем зубцы 11 кольца 1, расположенного на канюле, защелкнуты за поверхности 32 и 33, соединяя, таким образом, канюлю 7 с трубкой 5. Прокладочное кольцо 2 и кольцо 1 для присоединения канюли 7 могут быть установлены на ней заранее при поставке канюли или во время хирургической операции. Для создания соединения канюлю 7 надевают на муфту 4, при этом внутренний диаметр канюли 7 упруго расширяется. Кольцо 1 поворачивают до тех пор, пока оно не окажется расположенным относительно стопорного кольца 3 в положении защелкивания (фиг.6а) и затем смещают в осевом направлении к стопорному кольцу 3. Зубцы 11 расходятся в стороны при проталкивании на наклонные поверхности 31 стопорного кольца и защелкиваются своими опорными поверхностями 12 за удерживающие поверхности 32 стопорного кольца (фиг.5а, 5b, 5с).
Как показано на фиг.2 на виде в аксонометрии, на основном кольце 15 кольца 1 расположены шесть зубцов 11. Удерживающие поверхности 12 зубцов и их наклонные поверхности 14 расположены на концах зубцов 11. Эти поверхности предназначены для обеспечения безопасного защелкивающего взаимодействия со стопорным кольцом 3, как показано на фиг.5а, 5b, 5с. Упругие соединения 13 на кольце 1 позволяют зубцам 11 расходиться в стороны при их защелкивающем взаимодействии со стопорным кольцом 3.
На фиг.3а, 3b, 3с показан конец 71 канюли 7. На фиг.3а элемент 6 расположен на конце 71 канюли, причем прокладочное кольцо 2 расположено в канавке 61 элемента 6. На фиг.3b показан конец 71 канюли без прокладочного кольца 2, но с элементом 6 с выполненными в нем кольцом 63, манжетой 62 и канавкой 61. На фиг.3с показано прокладочное кольцо 2, которое может быть с облеганием вставлено в канавку 61 элемента 6.
На фиг.4а и 4b показано отдельно стопорное кольцо с наклонной поверхностью (то есть поверхностями) 31, удерживающей поверхностью 32, наклонными разблокирующими поверхностями 33, ограничителем 34 поворота, выемкой 35 и торцевой поверхностью 36, которая может служить в качестве осевой герметизирующей поверхности. На фиг.4а показан вид в направлении трубки 5, в то время как на фиг.4b показан вид в направлении канюли 7.
На фиг.5а, 5b, 5с показаны зубчатое кольцо 1 и стопорное кольцо 3 в расцепленном (незащелкнутом) состоянии (фиг.5а и 5b) и в сцепленном (защелкнутом) состоянии (фиг.5 с). Отчетливо видно совместное действие соединений 13 опорных поверхностей 12 зубцов и наклонной поверхности 14 зубцов кольца 1 с наклонной поверхностью 31, удерживающей поверхностью 32, наклонной разблокирующей поверхностью 33, а так же с выемкой 35.
На фиг.6а проиллюстрировано защелкнутое состояние после надевания кольца 1 на стопорное кольцо 3. Положение расцепления достигается поворотом кольца 1 до ограничителя 34 поворота, так что зубцы 11 расходятся в стороны при скольжении по наклонным поверхностям 33 стопорного кольца 3 (фиг.6b). Кольцо 1 теперь можно стянуть со стопорного кольца 3 в осевом направлении, а канюлю 7 можно стянуть с соединительной муфты, при этом расцепляя соединение.
На фиг.7а и 7b проиллюстрировано размещение нескольких элементов 6 на канюле 7 для преимущественного согласования длины во время имплантации. В зависимости от анатомии длину канюли 7 укорачивают путем отрезания определенного количества элементов 6 во время хирургической операции. Образованный таким образом выступ 72 канюли проходит в выемку 35 стопорного кольца 3 при соединении канюли 7 с трубкой 5. На фиг.7b показана канюля с элементами 6, которые являются частью самой канюли (выполнены путем литья под давлением).
Возможные границы, по которым можно согласовывать длину канюли с требуемыми размерами во время имплантации, показаны как А-В и С-D.
На фиг.8а, 8b и 8с показан другой вариант выполнения предлагаемого устройства. На фиг.8а показан конец 71 канюли 7 с кольцом 1 и манжетой 62, которая здесь образована непосредственно на конце 71 канюли. В этом варианте отсутствует элемент 6.
На фиг.8b показан конец 51 трубки 5, который содержит стопорное кольцо 3 и муфту 4. Путем введения муфты 4 в конец 71 канюли создается плотное соединение между этими двумя элементами в результате защелкивающегося взаимодействия между кольцами 1 и 3. Манжета 62 выполнена относительно широкой, так что радиальные герметизирующие силы усиливаются совместно с осевой герметизацией на контактирующих поверхностях концов.
На фиг.9а, 9b и 9с показан другой вариант выполнения предлагаемого устройства. Вместо замкнутого элемента 6 используется конструкция с отдельной манжетой 62, натяжным кольцом 63 и прокладочным кольцом 2. Этот вариант выполнения также обеспечивает надежное соединение и уплотнение.
На фиг.10а, 10b и 10с показан еще один вариант выполнения предлагаемого устройства, в котором муфта 4 заметно короче, а стопорное кольцо 3 шире.
На фиг.11а и 11b схематично проиллюстрировано применение предлагаемого устройства с имплантируемым насосом для крови.
На фиг.11а показан насос 8 для крови, имеющий муфты 4 на впусках и выпусках. К выпускному колену 83 может быть надежно присоединено предлагаемое устройство путем защелкивания кольца 1 на кольце 3. На другой стороне к насосу 8 может быть присоединена впускная канюля путем такого же защелкивания кольца 1 на кольце 3. Кроме того, выпускное колено может быть соединено на другом конце с так называемой выпускной канюлей 81. Важное преимущество такой конструкции легко видеть из фиг.11а. Оптимальное положение может быть достигнуто поворотом колена, не мешая при этом ни в коем случае соединению с насосом 8.
На фиг.11b показано присоединение насоса 8, имеющего муфту 4, к выпускной канюле 81 и впускной канюле 82, без использования выпускного колена 83. Выпускная канюля 82 имеет несколько элементов 6, последовательно расположенных на ее конце 71 (фиг.7а и 7b).
Предпочтительно устройство может использоваться, например, с насосом 8 для крови, который имплантируют в тело пациента и который должен быть соединен с впускной и выпускной канюлями 82 и 81. Обе эти канюли 82 и 81 присоединены к насосной системе предлагаемым защелкивающимся соединением. Кровь, выходящая из сердца, подается к насосу 8 через впускную канюлю 82 и затем течет от насоса 8 через выпускную канюлю 81 к аорте (не показана). Впускная и выпускная канюли 82 и 83 присоединены к насосу 8 посредством предлагаемого устройства. Выпускное колено 83 может быть дополнительно вставлено между насосом 8 и выпускной канюлей 81. Впуск выпускного колена 83 имеет такую же конфигурацию, как конец 71 канюли, и может быть, следовательно, прикреплен к выпуску насоса посредством защелкивающегося соединителя. Выпуск колена 83 содержит муфту 4 и может, следовательно, быть присоединен к выпускной канюле 81 путем использования дополнительного защелкивающегося соединителя (фиг.11а).
Система помощи сердцу при ее имплантировании может быть приспособлена к соответствующим физическим размерам тела пациента путем отрезания, по меньшей мере, одного элемента 6, как показано на фиг.7а. Кольца 1 и 2 (фиг.1) могут быть легко надеты на следующий элемент 6 благодаря соответствующему деформированию эластичного материала.
Перечень обозначений на чертежах
1. Зубчатое кольцо
11. Зубец
12. Удерживающая поверхность зубца
13. Упругое соединение
14. Наклонная поверхность зубца
15. Основное кольцо
2. Прокладочное кольцо
3. Стопорное кольцо
31. Наклонная поверхность стопорного кольца
32. Удерживающая поверхность стопорного кольца
33. Наклонные разблокирующие поверхности
34. Ограничитель поворота
35. Выемка
36. Торцевая поверхность
4. Соединительная муфта
5. Трубка
51. Конец трубки
6. Усиливающий элемент
61. Канавка
62. Манжета
63. Натяжное кольцо
64. Торцевая поверхность манжеты
7. Канюля
71. Конец канюли
72. Выступ канюли
73. Место разделения
8. Насос для крови
81. Выпускная канюля
82. Впускная канюля
83. Выпускное колено
Изобретение относится к устройству для соединения выполненной из гибкого материала канюли с трубкой. В устройстве для соединения, выполненном из гибкого материала, трубчатая втулка прикреплена к трубке и вставлена в канюлю. На конце канюли расположено зубчатое кольцо, которое установлено с возможностью смещения к стопору и которое может быть присоединено к стопорному кольцу и поворачиваться с ним путем осевого смещения и защелкивания с этим стопорным кольцом. Указанное соединение может быть снова разъединено путем поворота зубчатого кольца и снятия в осевом направлении зубчатого кольца и канюли. Изобретение обеспечивает несложное, быстрое, надежное и воспроизводимое соединение и разъединение, в особенности при оперативном вмешательстве для присоединения насоса для крови, поддерживающего работу сердца или заменяющего его. 18 з.п. ф-лы, 11 ил.
| DE 4129397 C1, 11.03.1993 | |||
| DE 3933590 C1, 07.02.1991 | |||
| БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ | 0 |
|
SU284528A1 |
| Вихревая нагревательная установка | 1985 |
|
SU1219884A1 |
| DE 20209987 U1, 21.11.2002. | |||
