阅读说明：本技术 保障器件联接安全性的装置 (Device for securing connection of components ) 是由 马里诺·克里赫里 拉南·塔沃 于 2018-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种保障公-母连接安全性的装置,包括：(a)母连接器,其进一步包括固定调节器部分；(b)公连接器；(c)一个或多个锚固凸台；和(d)至少一个可转动的齿轮。(The invention discloses a device for guaranteeing the safety of male-female connection, which comprises: (a) a female connector further comprising a fixed adjuster portion; (b) a male connector; (c) one or more anchoring bosses; and (d) at least one rotatable gear.)

保障器件联接安全性的装置

技术领域

本发明涉及医疗设备。更具体地说，本发明涉及一种保障公、母连接器之间物理连接的安全性的装置和方法。更具体地说，本发明涉及液体输送系统中的元件连接。

背景技术

在很多领域中，许多设备都包含各种相互连接的组件。不同的组件和互连组件的应用需要不同类型的连接。在一些应用中，通过将一个组件中的某一突出部分***另一个组件中的一个接收部分中，从而组件实现互连。这种连接在本文中称为公-母连接。

在许多应用中，公-母连接需要使用一些固定保护装置，以保持部件相互连接，防止不必要的分离。常见的固定装置有闩锁、螺钉、卡口(bayonet catche)、弹性元件、榫、开口簧环等。这类连接装置比较多，特别在危险的液体输送系统领域。美国专利No.8,196,614公开了一种固定公-母连接的示例性方法，该专利的发明人与本申请相同，其公开了一种密闭系统的液体输送装置，用于无污染地输送危险药物。

图1A和图1B大致示出了美国专利8,196,614的流体输送装置的组装过程。图中显示，在母连接器部分14的弹性臂35的端部处的元件35a被挤压到连接器部分14的狭窄的近端部分中，从而使膜32和17沿着纵向延伸的方向，在药瓶适配器(vial adaptor)15的膜密封盖的下方，保持在一起并接合，从而防止在针头刺穿膜时，双膜密封调节器34从药瓶适配器15脱离，从而避免泄漏。

要理解本发明，很重要的一点是要理解与本发明类似的系统所面临的挑战。首先，要理解：公连接器和母连接器之间联接的实施以及其中可移动部件的位移，都必须以特定顺序进行。若偏离正确的顺序，则将导致希望通过联轴器传输的流体泄漏，这时，如果流体含有有害和/或强效的化学药品(例如抗肿瘤药)，这种情况将是不可接受的。其次，为了确保在联接过程中能安全地传输材料，组件中各个运动部件的相对运动必须平稳一致地进行。本发明的一个目的就是迎接这个挑战。

要确保公-母连接的安全性，这点非常重要，因此，提高对公-母连接部件和装置的接合及脱离进行控制的水平，也就尤为重要，而本领域目前已知装置的控制水平还不够理想。

因此，本发明的另一个目的是提供一种用于控制公-母连接脱离的装置。

本发明的另一个目的是提供一种便于操作的、用于控制公-母连接的接合和脱离的装置。

本发明的又一个目的是提供一种用于控制公-母连接的接合和脱离的装置，该装置可用于包括一针或多针系统以及无针系统中。

本发明的再一个目的是提供一种装置，该装置可安全地用于在系统的两个分开的部件之间输送流体，同时避免了危险的液体、气溶胶或蒸气泄漏到周围的大气中。

随着描述的进行，本发明的其他目的和优点将会显现出来。

发明内容

本发明提供了一种用于保障公-母连接安全性的装置，其包括：

(a)母连接器，其包括固定调节器部分(securing actuator section)；

(b)公连接器；

(c)一个或多个锚固凸台(anchoring ledge)；和

(d)至少一个可转动的齿轮。

根据本发明一实施方式，该可转动的齿轮包含或已附接一空心部(voidportion)，该空心部适合容纳设置在其相对侧的锚固凸台。在另一实施方式中，在空心部中形成缝隙，空心部设置有开口，该开口的方向随着齿轮的旋转而改变。在本发明的又一实施方式中，该设备包括至少一个或多个链轮(sprocket)，该链轮围绕齿轮的周边设置。

在母连接器上，或者在公连接器上，可以形成至少一个或多个梯级(rung)，并且当公连接器在母连接器内滑动时，该梯级适合相对于齿轮运动。

根据本发明一实施方式，在母连接器的内部形成至少一个导轨(rail)或引导件(guide)。在该实施方式中，可在导轨或引导件与一个或多个梯级之间设置轨道，齿轮可沿着该轨道纵向行进。在本发明一实施方式中，本发明的设备包括锚固凸台、梯子和可转动的齿轮，且各有两个。

每一个母连接器部分和公连接器都可以联接到流体传输系统的元件上。可替代的方案是，母连接器部分和公连接器中的一个或两个可以被整合为流体输送系统的元件的一部分。例如，母连接器部分可以连接到注射器、母鲁尔接头或公鲁尔接头或鲁尔锁紧端口、管道、药瓶适配器、长钉(spike)或任何其他合适的流体传输元件。

类似地，公连接器可以连接到母鲁尔接头、公鲁尔接头或鲁尔锁紧端口、管道或任何其他合适的流体传输元件。

根据本发明一实施方式，至少一个可转动的齿轮围绕着轴线旋转，该轴线基本上垂直于母连接器和公连接器沿着滑动的平面。

本发明还包括流体输送系统的元件，其联接(couple)或以其他方式连接(connect)至母连接器部分或公连接器。

本发明还涉及一种药物转移系统，其包括本文所述的装置。

本发明还提供了注射器适配器、管道以及流体传输系统的所有元件，如本文所述。

对本领域技术人员显而易见的是，根据本发明可以提供许多不同的机械装置，这些都不会超出本发明的范围。例如，可旋转的齿轮机构可包括两个梯级和一个链轮，或者适合与梯级啮合的凹口，或者适合与两个链轮啮合的梯级，或者适合与凹口啮合的梯级，所有这些都满足本发明的要求，属于本发明的范围。

锚固凸台可以设置在公连接器上，旋转齿轮可以位于母连接器上，或者锚固凸台可以设置在母连接器上，旋转齿轮可以位于公连接器上。

根据本发明的又一实施方式，母连接器设有可旋转的齿轮，该齿轮可旋转地连接至一个轴上，该轴位于距所述齿轮中心的某一径向距离处。

本发明的所有上述以及其他特征和优点，可从本发明的附图以及对

具体实施方式

的详细描述中得以体现。

附图说明

图1A和1B是现有技术中药物转移装置的示意图；

图2A示意性地显示了根据本发明一实施方式的母连接器及其相应的公连接器的前视图；

图2B示意性地显示了根据本发明一实施方式的母连接器及其相应的公连接器的侧视图；

图3A示意性地显示了根据本发明一实施方式的母连接器主体的透视图；

图3B是图3A的母连接器主体，其中一个外壁被切掉以显示其内部；

图4是根据本发明一实施方式的固定调节器的透视图；

图5是根据本发明一实施方式，图3所示的母连接器主体的剖开透视图，其中设有图4的固定调节器；

图6A至图6C是根据本发明一实施方式公连接器的部分剖视透视图，该公连接器的部分于多个连续位置***母连接器；

图7是母连接器的剖面图，其中，为了清晰起见，调节器被人为地推起，且没有***公连接器，以显露出穿过调节器膜的针；

图8A和图8B分别显示了联接至药瓶的公连接器和联接至注射器的母连接器的前视图和侧视图，它们处于彼此尚未接触的第一位置；

图8C是图8A的剖面图；

图8D是图8C的局部放大图；

图8E是图8B的剖面图；

图8F是图8E的局部放大图；

图9A示出了处于第二位置的图8的公连接器和母连接器的前视剖面图，处于该第二位置时，它们紧密靠近但尚未接触；

图9B是图9A的局部放大图。

图9C示出了处于第二位置的图9A的公连接器和母连接器的侧视剖面图，处于该第二位置时，它们紧密靠近但尚未接触。

图9D是图9C的局部放大图；

图10A示出了图8的公连接器和母连接器处于第三位置时的前视剖面图，处于该第三位置时，它们已经紧密靠近，其相对的膜彼此挤压，从而防止液体泄漏，并且针头已经在两个膜上穿孔了，且已位于药瓶内部；

图10B是图10A的局部放大图。

图10C示出了图8的公连接器和母连接器处于第三位置的侧视剖面图，处于该第三位置时，它们已经紧密靠近，其相对的膜彼此挤压，从而防止液体泄漏，并且针头已经在两个膜上穿孔了，且已位于药瓶内部；

图10D是图10C的局部放大图；

图11A和11B分别示意性地示出了根据本发明一实施方式的公-母连接器的侧视图及前视图，其中，在使公连接器与母连接器彼此接触之前，公连接器联接至长钉，而母连接器联接至注射器；

图12A-C是根据本发明一实施方式的装置的剖面图，这些图分别显示在公连接器与母连接器接触之前、初始接触期间和***过程中，公连接器联接至公鲁尔锁，而母连接器联接至注射器的情况；

图13A-E示意性地示出了一些可选的替代齿轮组合；

图14示意性地示出了使用替代齿轮组合的组件。

具体实施方式

接下来，本文将结合附图阐述本发明的实施方式，这些实施方式仅仅是说明性的。从以下描述中，本领域技术人员很容易意识到，本发明实施方式的结构和方法经适当改进后，会有一些替代性的实施方式，但这些替代性的实施方式并没有背离本发明的原理。

应当理解，固定调节器被安置在母连接器内部，且可在母连接器内部移动。为简约起见，每当提及母连接器时，应理解为是指母元件，固定调节器可在母元件内移位。

图2A和图2B分别示意性地示出了根据本发明一实施方式的原理、未考虑细节而设计的母连接器201和公连接器221的正视图和侧视图，其设计为通过将公连接器的突出部222***母连接器的接收部分202，从而实现互连。如图2A和图2B所示，在突出部222的顶端(顶侧)固定安装有锚固凸台223。凸台(如凸台223)的功能在下文说明。

图3A是根据本发明一实施方式的母连接器201的主体的透视图，其中，通过连接器201近侧的开口203，可以看到接收部分202的内部。图3B是图3A的母连接器201的剖切透视图。包括多个梯级(例如205)的梯子204形成在接收部分202的内部的每个左侧和右侧的正面或背面上，而导轨206形成在与接收部分202内部的左右两侧的每一侧与之相对的侧面(即背面或正面)上。轨道一般用附图标记207表示，其形成在导轨206和梯子204之间，如果齿轮包括多条尺寸与梯级205之间的空间相对应的链轮，则齿轮可以沿该轨道纵向移动。

图4是根据本发明一实施方式的固定调节器401的透视图，其包括可旋转的齿轮402，该齿轮可旋转地连接至基座407两侧的引导件403。每个齿轮402包括多个链轮(例如404)，这些链轮围绕空心部405的***设置，而缝隙406是通过去除***的其中一部分而形成的，因此，可以从齿轮***以外的位置进入该空心部。

图5是本发明一实施方式中、具有固定调节器401的母连接器201的剖视透视图。引导件403位于轨道207处，使得每个齿轮402的链轮***梯子204的梯级205之间。调节器401沿着轨道做纵向运动，从而驱动齿轮402旋转，这是由于链轮被迫绕其轴线旋转。因此，缝隙406相对于开口203的朝向，会随着调节器401的纵向运动而改变。

图6A-6C示出了根据本发明一实施方式、***到母连接器201的接收部分202中的公连接器的突出部分222的透视图(以剖面图的方式示出)。凸台223的宽度与缝隙406的尺寸相对应，使得凸台223可以穿过缝隙406并且被容纳在空心部405中。凸台223的高度和深度分别对应空心部405的直径和深度，因而当凸台223完全出现在空心部405内时，齿轮402可以自由旋转。图6A示出了凸台223通过缝隙406***空心部405。在该位置，齿轮402的旋转被禁止，因为齿轮的缝隙406从侧面撞击凸台223，随后整个调节器401的任何运动都被禁止。这种运动的禁止有利于弹性膜的挤压过程，该弹性膜的挤压过程与该过程阶段并行进行，下文将参照图12A-C进一步详细描述。如图6B所示，突出部分222进一步***接收部分202中时，则凸台223完全穿过缝隙406并被容纳在空心部405之内。突出部分222进一步***接收部分202中时，则齿轮402根据梯子204所指引的方向旋转(即，在图6C所示的实施方式中为顺时针方向，如圆形箭头601所示)。一旦齿轮402开始旋转，凸台223被陷住并被锁定在空心部405内，并且在整个连接和断开过程中保持锁定状态。对于上文提到的压缩两个弹性膜的过程，齿轮402的初始旋转力矩在特定的、不可分离的挤压中，使膜能够获得精确的锁定位置。突出部分222的进一步***到接收部分202中，使锁定的膜被母连接器的固定针刺穿。

在图6C所示调节器401的位置，凸台不可能离开空心部405，因此，除非齿轮402旋转并且凸台223脱离齿轮，否则公连接器221的突出部222的近侧位移被阻止。显然，本领域技术人员可以理解：沿着梯子204，在齿轮402的任意位置(只要缝隙406不是相对的开口203)处，凸台223保持在空心部405内。

当母连接器201与公连接器221断开连接时，该过程相反：突出部分222从接收部分202中抽出，使齿轮402在梯子204之间逆时针旋转，直到凸台223与缝隙406相对并且能够离开空心部405。在上述与取出过程并行进行的断开过程中，首先，针从膜上缩回，此时凸台223与缝隙406相对并离开空心部405，膜安全地分开，从而使它们的表面保持清洁，不会沾上液体的任何残留物(请参见下文对图12AC的描述)。

图5和图6示出了梯级205位于组件的母部件上的情况。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是：也可以将梯级安装在组件的公部件(公连接器)上，因而，当母部件(母连接器)在公部件上滑动时，它们相对于齿轮移动，从而使齿轮旋转。类似地，通过将旋转齿轮放置在公部件上并将凸台放置在调节器上，可以切换凸台和齿轮的位置。

本领域技术人员可以理解，尽管本文为了表达清晰起见，提供了一组两个齿轮和多个梯级的附图，但是，由于所需的旋转较小，因此梯级的数量可以限定为很少。所使用的梯级的实际数量取决于所需的旋转和各个部分的尺寸，本领域技术人员很容易确定。

如本文中所使用的，术语“齿轮”(gear)应被认为具有宽泛的含义，并且表示适于通过其运动来实现锁定效果的任何元件。对该概念的说明，可参考图13(A-E)。图13A是在图5和图6使用的设置；图13B示出了仅使用两个梯级(梯级131和131')和一个链轮132的齿轮130的情况；图13C示出了链轮被凹口134代替、该凹口134与梯级135啮合的齿轮133；在图13D中，齿轮136设有两个链轮(链轮137和137')，它们与一个梯级138相互作用；图13E示出了与图13B的齿轮类似的齿轮130，其与凹口139相互作用。对于本领域技术人员而言，图13所示的，仅仅是诸多可能设置中的一些说明性示例。

在必须严格控制连接器之间的接合或分离、具有牢固的公-母连接的设备中，上述装置提供了一种有价值的解决方案，因为公连接器和母连接器之间的连接和断开需要将齿轮402带至梯子204的近端侧面(例如朝向开口203)，从而界定了连接器的接合及分离的约束条件和精确点。

这种公-母连接装置的一个实用例子是应用在药物转移系统中，其中有毒物质从第一容器(例如药瓶)转移到另一个容器(例如注射器)。如果两个容器的连接器和/或针之间的分离不受控制，则可能会因为有毒物质暴露而导致危险后果。

在本文的描述中，当提及“公连接器”或”母连接器”时，应将其理解为是指参与联接过程的组件的各部分，而与它们所连接的其他系统元件无关。例如，并且如下文的进一步阐述所示，公连接器可以联接到或一体成型地设置于：药瓶、输液管、长钉或流体端口(例如鲁尔锁)，或者所需的流体传输系统的任何其他元件中。类似地，母连接器可以联接到或一体成型地设置于：注射器、输液管或诸如鲁尔锁的流体端口，可以整体成型地设置于其中。

另外，在本发明实施方式的说明性示例中，示出了有两根针的、联接至母连接器的注射器。这样的双针系统存在于封闭系统环境中，例如在US 8,196,614中描述的。然而，本领域技术人员能够理解，本发明不限于与任何特定数量的针一起使用，并且，例如，仅使用一根针的封闭或开放系统也可享受本发明带来的益处，因此也应包含在内。

图7以剖面图示意性地示出了根据本发明优选实施方式的药物转移系统。母连接器701设置有调节器401，该调节器401被故意上推而没有***公连接器702，以便示出针703和针705(在该具体实施方式中，针703和针705是连接器701的一部分)如何穿透膜706。

图8A和8B示出了公连接器801(其与具有药瓶802的药瓶适配器联接)以及母连接器803(其与注射器804联接)。当示出的组件处于第一位置时，连接器801和803尚未彼此接触。图8A是正视图，图8B是侧视图。图8A的正视图可从图8C的剖面图看到，而图8D是图8C的局部放大图，其中可清楚看到调节器805、针806和针807以及膜808的相对位置。参考以下附图，应当注意的是，公连接器的膜809应与调节器的膜808紧密接触并压靠在调节器的膜808上。

图8E是图8B的剖面图，图8F是图8E的局部放大图，其中可清楚看到图4的齿轮402。

图9A示出了处于第二位置时图8的公连接器和母连接器的前视剖面图(正剖面图)，在该第二位置中，公连接器和母连接器已经彼此靠近，但是它们的膜808和809尚未接触。图9B是图9A的局部放大图，并且在该图中使用与图8D相同的附图标记。

图9C示出了处于第二位置时图9A的公连接器和母连接器的侧视剖面图，处于该第二位置时，公连接器和母连接器已经非常靠近，但是膜808和809尚未接触。图9D是图9C的局部放大图，其中可以看到凸台223开始与齿轮402接合。

图10A示出了图8的公连接器和母连接器处于第三位置时前视剖面图，处于该第三位置时，公连接器和母连接器已经紧密靠近，使得它们相对的膜808和809彼此压紧，从而防止了带有膜表面的液体彼此接触，针头穿透了这两片膜，并位于药瓶内。图10B是图10A的局部放大图。此时，公连接器801完全容纳在调节器805内，位于母连接器803内部。

图10C示出了处于第三位置时图8的公连接器和母连接器的侧剖面图。从侧视图看，在该第三位置中，公连接器和母连接器紧密靠近，使得它们相对的膜808和809彼此压紧，针头穿透了这两片膜，并位于药瓶内。图10D是图10C的局部放大图，其中可见凸台223此时被锁定在齿轮402内。调节器的另一侧(未示出)也是同样的情况。

应当理解，当提及凸台223被“锁定”在齿轮402内部时，不应理解为是无法运动的，因为要将公连接器与母连接器分离，将它们拉开就足够了，一旦拉开公连接器与母连接器，由于链轮404沿着梯子204运动，齿轮402将随之旋转，从而使开口到达较低位置；进一步拉开时，凸台402可从该位置脱离。所谓的“锁定位置”是指，当组件处于该位置并且膜808和809彼此强烈挤压时，不会发生意外释放所述压力的情况。如上所述，为了使根据本发明的组件的零件脱离接合，使用者必须做出积极的决定，并且必须采取积极的行动将组件拉开。

图11A和11B示意性地示出了根据本发明一实施方式的公-母连接器，其中，在使公连接器与母连接器彼此接触之前，公连接器801联接至长钉110，而母连接器803联接至注射器804。图11A和11B分别是该组件的侧视图和前视图。该图示出了公-母连接组件可以如何联接至液体输送系统的不同元件，并且在该示例中，公连接器801与钉110可以是整体成型的。

图12A-C是根据本发明一实施方式的公-母连接器的剖面图，其中，公连接器801联接到公鲁尔锁120，母连接器803联接到母鲁尔锁820，如图所示。如图所示，它们分别处于三个位置：接触之前、初始接触期间和锁定位置。

参照上述附图，当将公连接器从远侧被引入母连接器时，凸台223进一步穿过缝隙406进入齿轮的空心部405的内部，同时密封膜808和809被压在一起，参见上文对图6A-6C的详述。当调节器401另外向近侧移位时，一个或多个固定地附接到母连接器的针分别穿透第二和第一密封膜808和809。

公连接器进一步***母连接器，使得一个或多个针进一步刺透密封膜，进一步深入，并建立通过其远侧到达药瓶802的流体路径。随后，将公连接器持续***母连接器中，使调节器401驱动齿轮402旋转，并通过公连接器在其上施加的力使引导件向远侧移位。

在连接过程开始时，首先需要将膜挤压到特定尺寸，然后在连接的全过程和所有时间(即从针刺穿的开始过程开始，直到最后分离过程中针缩回为止)锁定在这种压缩状态(即保持挤压在一起)。这种双膜连接基于以下方法：将两个弹性膜的表面压在一起，几乎变成一个弹性隔膜，然后用针刺破。由于被压的膜表面保持不与针头液体接触，因此在针头缩回并且膜分离了之后，膜的表面保持干净，没有任何残留液体，否则会造成伤害。膜808和809的挤压之所以得以实现，是因为调节器401被禁止更深地推入母连接器，直到凸台223完全行进到齿轮的空心部405中为止，如上所述。当凸台223穿过缝隙406时，公连接器的膜809推动调节器的膜808，从而使调节器401更深地移入连接器，从而促使齿轮402旋转。然而，由于齿轮402中的缝隙406从侧面撞击凸台223，并且在凸台223完全穿过缝隙406进入齿轮的空心部405之前无法旋转，所以该旋转受到禁止和阻碍。一旦凸台223完全位于齿轮的空心部405内，齿轮402就开始旋转，并且调节器被允许更深地下降到母连接器中。两个膜之所以能获得充分挤压，除了其它因素之外，还是因为确定缝隙406与膜808之间以及凸台223与膜809之间的距离，使得当凸台223行进通过缝隙406时，膜808和809获得充分挤压。

只要凸台223位于齿轮的空心部405内，膜便会以恒定的压缩尺寸彼此锁定，其结果是：一根或多根针稳固地放置于药瓶内，从而使物质可以通过针传递，而不会有公连接器和母连接器突然脱离的危险。由于母连接器和公连接器的连接对于用户来说是一次平滑的轴向运动，因此上述机制得以精确控制以下几点：a)膜获得挤压并获得防护；b)针可以穿透膜的节点；c)针完全从膜上缩回的节点；d)膜可以安全分离的节点。

虽然可以非常方便地在母连接器和调节器的不同侧以两种方式布置齿轮和梯子，但是也可以仅使用单个的齿轮-梯子联接，而且，当然也可以使用两个以上的齿轮-梯子联接。因此，本发明不限制这些元件的特定数量。

图14中示出了本发明的替代实施方式，其中，母连接器803设置有可转动的齿轮402，该可转动的齿轮402设置在固定调节器(未示出)上，与图5、6、8-10和12类似，该固定调节器可以绕其中心轴自由移动。该齿轮的链轮可旋转地连接在轴1400上，该轴位于距齿轮402的中心径向距离处。该轴设在可朝着侧向弯曲的柔性元件1500之上。当齿轮402啮合锚固凸台223时，锚固凸台223被进一步向上推入母连接器803中，可转动的齿轮402旋转，并与连接器801的锚固凸台223保持联接状态，图中仅示出了其上部。元件1500的弯曲柔性，使得轴1400得以通过齿轮402的旋转而稍微向侧边移动。本领域技术人员可以理解的是，可以根据本发明提供许多不同的机械设置，从而使轴1400能够稍微向侧面自由移动，例如，元件1500可以是刚性的，但设有狭缝形窗口，轴1400可以在该窗口内移动。

值得注意的是，本发明所述用于保障公-母连接安全性的装置可用于各种应用和设备。本发明不限于药物转移系统的公-母连接，也可以用于其他装置和设备的公母连接。

尽管上文已经通过说明的方式描述了本发明的实施方式，但是应当理解：本发明在实施时可以采用许多变型、改进和适应性调整，这些均不超出本发明权利要求的保护范围。