一种医用插管尖端成型装置

文档序号:78801 发布日期:2021-10-08 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种医用插管尖端成型装置 (Medical intubation tip forming device ) 是由 黄汉东 于 2021-06-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种医用插管尖端成型装置,该装置包括支撑件、尖端成型组件和发热组件。支撑件活动穿设在尖端成型组件内并且支撑件的外表面与尖端成型组件的内表面形成型腔,型腔具有预设尖端形状,尖端成型组件上设置有用于控制型腔的热量分布的热阻件。发热组件与尖端成型组件连接并用于对型腔内的待成型医用导管的尖端进行加热,以使待成型医用插管的尖端成型。本发明通过把医用插管的尖端往尖端成型组件与支撑件共同形成的型腔挤压,在发热组件对型腔进行加热时,热阻件能够控制型腔的热量分布,尖端融化后会复制型腔内的预设尖端形状,形成满足高要求的插管尖端形状和尺寸,从而确保插管穿刺进血管过程中的性能,并确保了尖端以外部分的刚性。(The invention discloses a medical cannula tip forming device which comprises a supporting piece, a tip forming assembly and a heating assembly. The support piece is movably arranged in the tip forming assembly in a penetrating mode, the outer surface of the support piece and the inner surface of the tip forming assembly form a cavity, the cavity is provided with a preset tip shape, and a heat resistance piece used for controlling heat distribution of the cavity is arranged on the tip forming assembly. The heating component is connected with the tip forming component and used for heating the tip of the medical catheter to be formed in the cavity so as to form the tip of the medical cannula to be formed. According to the invention, the tip of the medical cannula is extruded towards the cavity formed by the tip forming assembly and the supporting piece together, when the heating assembly heats the cavity, the heat resistance piece can control the heat distribution of the cavity, the tip can duplicate the preset tip shape in the cavity after melting, and the shape and size of the tip of the cannula meeting high requirements are formed, so that the performance of the cannula in the process of puncturing the cannula into a blood vessel is ensured, and the rigidity of the part except the tip is ensured.)

一种医用插管尖端成型装置

技术领域

本发明涉及医疗器械

技术领域

,特别是涉及一种医用插管尖端成型装置。

背景技术

体外循环插管是一种重要的医用塑料管道,在体外循环手术中,体外循环插管需要与人体的血管进行连接,形成血流的通道。尖端会插进人体的血管内,尖端的几何形状以及一些力学特性将会对连接操作过程的效率和质量,连接后血流通道的效果有直接的影响。在近几年迅速普及的微创心外科手术中,最主要循环用的插管提出了更高的要求。

在微创心外科手术中,手术医生首先用刺穿针把皮肤刺穿直至目标血管,用小切刀把表皮上的刺穿孔扩大到一定程度,然后将金属弹簧引导丝通过刺穿针形成的通道,送入目标血管内,紧接着将一系列逐渐增大的扩张管,在引导丝的引导下扩张引导丝周边的通道。完成扩张操作后,使用带塑料管芯的体外循环插管插进血管内。由于人体组织,包括皮肤、肌肉等,都具有极好的弹性,在扩张管扩张后,通道仍然会产生较大的收缩力。体外循环插管沿着引导丝通过皮肤、肌肉等组织插入血管的过程中,在这些人体组织的包裹下,插管往前推进的过程中,需要克服由于插管壁厚产生的前进阻力以及插管壁与人体组织间形成的摩擦力。

可见,插管尖端的形状和力学特性与穿刺过程产生的阻力直接相关。为了使阻力尽量小,同时在一定阻力下,插管壁具足够的强度、不会发生起皱、弯折等情况,插管尖端需要满足以下要求:

(1)插管尖端轮廓呈近似锥形,过渡平滑。

(2)插管尖端与管芯紧密贴合。当插管和管芯同时插入生物组织后,如果插管尖端管芯之间存在较大的间隙,这个间隙将会产生极大的前进阻力。

(3)插管尖端具有足够的强度,在穿插阻力的情况下,保持锥面形状,不起皱。

现有技术中,体外循环插管的管体通常由浸渍工艺形成,浸渍工艺形成的管体,管壁厚度均匀,却无法形成满足以上要求的管路尖端形状,而难以降低阻力。

发明内容

本发明的目的是:提供一种医用插管尖端成型装置,通过把医用插管尖端往成型装置的型腔挤压,插管尖端会复制型腔内的形状,形成满足高要求的插管尖端形状和尺寸,从而确保插管穿刺进血管过程中的性能。

为了实现上述目的,本发明提供的一种医用插管尖端成型装置,包括:支撑件、尖端成型组件和发热组件。

所述支撑件活动穿设在所述尖端成型组件内,并且所述支撑件的外表面与所述尖端成型组件的内表面形成型腔,所述型腔具有预设尖端形状,所述尖端成型组件上设置有热阻件,所述热组件用于控制所述型腔的热量分布。所述发热组件与所述尖端成型组件连接,并用于对所述型腔内的待成型医用插管的尖端进行加热,以使所述待成型医用插管的尖端成型。

在某一个实施例中,所述尖端成型组件包括导热件和热容件;

所述导热件和所述热容件相互连接并且均穿设在所述支撑件上,所述发热组件设置在所述导热件上,以使所述导热件形成发热区,所述导热件的内表面与所述支撑件的外表面共同形成所述型腔,所述热容件与所述导热件连接,并形成限热区,所述热阻件设置在所述发热区与所述限热区之间。

在某一个实施例中,所述热阻件包括热阻槽,所述热阻槽开设在所述导热件与所述热容件之间;所述支撑件开设有支撑内孔,并且所述支撑件的外径比所述待成型医用插管的内径小。

在某一个实施例中,所述热容件的内表面包括依次连接的导向面和过渡面,所述导热件的内表面包括依次连接的加强面、尖锥面和定位面,所述过渡面与所述加强面连接;

所述导向面用于导引待成型医用插管穿设在所述导热件和所述热容件内,所述定位面用于将所述待成型医用插管的尖端定位于所述发热区内,所述尖锥面、所述加强面、所述过渡面与所述支撑件的外表面共同形成所述型腔的腔面。

在某一个实施例中,所述尖锥面与所述支撑件的外表面形成的角度为50~60度,所述加强面与所述支撑件的外表面形成的角度为11~15度。

在某一个实施例中,所述尖端成型组件还包括定位件,所述定位件与所述热容件连接。

在某一个实施例中,所述发热组件包括安装件、发热件和温度感应件;

所述安装件用于套设在所述支撑件上并与所述尖端成型组件连接,所述发热件和所述温度感应件均设置在所述安装件上,所述发热件与所述温度感应件导热连接。

在某一个实施例中,所述发热件包括高频加热圈,所述温度感应件包括热敏电阻丝,所述高频加热圈和所述热敏电阻丝均绕设在所述安装件的外表面上,并且所述热敏电阻丝靠近所述高频加热圈设置。

在某一个实施例中,所述发热组件还包括隔热件,所述隔热件设置在所述高频加热圈与所述安装件之间。

在某一个实施例中,所述安装件由硅钢制成。

本发明实施例的一种医用插管尖端成型装置与现有技术相比,其有益效果在于:

通过把医用插管的尖端往尖端成型组件与支撑件共同形成的型腔挤压,在发热组件对型腔进行加热时,热阻件能够控制型腔的热量分布,尖端融化后会复制型腔内的预设尖端形状,形成满足高要求的插管尖端形状和尺寸,从而确保插管穿刺进血管过程中的性能,而尖端以外的部分则保持较大的刚性,确保能将外部的挤压力传导至尖端,实现对尖端的挤压。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明某一实施例提供的医用插管尖端成型装置的立体结构示意图;

图2是本发明某一实施例提供的医用插管尖端成型装置的侧视结构示意图;

图3是本发明某一实施例提供的医用插管尖端成型装置的剖面结构示意图;

图4是本发明某一实施例提供的尖端成型组件的剖面结构示意图;

图5是本发明某一实施例提供的尖端成型组件的剖面结构示意图;

图6是本发明某一实施例提供的医用插管尖端成型装置的剖面结构示意图;

图7是图3实施例中的Ⅶ部分放大结构示意图;

图8是本发明成型后的医用插管的尖端剖面结构示意图;

图9是图3实施例中的Ⅸ部分放大结构示意图。

主要元件及符号说明:

100、医用插管尖端成型装置;10、支撑件;11、支撑内孔;12、支撑外壁;13、抱合面;20、尖端成型组件;21、导热件;211、加强面;212、尖锥面;213、定位面;214、定位内孔;22、热容件;221、导向面;222、过渡面;223、间隙;23、热阻件;231、热阻槽;24、定位件;30、发热组件;31、安装件;32、发热件;321、高频加热圈;33、温度感应件;331、热敏电阻丝;34、隔热件;40、型腔;200、医用插管;201、尖端;202、医用插管内壁;203、热熔区;204、高温变形区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应当理解,文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述,不作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解,在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。

请参阅图1至图4,本发明实施例提供一种医用插管尖端成型装置100,包括:支撑件10、尖端成型组件20和发热组件30。

支撑件10活动穿设在尖端成型组件20内,并且支撑件10的外表面与尖端成型组件20的内表面形成型腔40,型腔40具有预设尖端形状,尖端成型组件20上设置有热阻件23,热组件23用于控制型腔40的热量分布。发热组件30与尖端成型组件20连接,并用于对型腔40内的待成型医用插管200的尖端201进行加热,以使待成型医用插管200的尖端201成型。

在本实施例中,支撑件10用于穿设在待成型的医用插管200内,对医用插管内壁202(如图7所示)起支撑作用,防止医用插管内壁202在成型过程中变形。

尖端成型组件20是影响尖端201成型质量的主要元件,在整个医用插管尖端成型装置100中承担着传递热量和塑造尖端201形状的作用。具体地,尖端成型组件20开设有成型通孔,当尖端成型组件20套设在支撑件10上时,支撑件10的外表面与尖端成型组件20的内表面共同形成型腔40。其中,型腔40具有预设尖端形状,该预设尖端形状呈近似锥形,过渡平滑,满足理想的插管尖端形状和尺寸,从而确保医用插管穿刺进血管过程中的性能。

发热组件30能产生可调的预设温度,例如80~220摄氏度的温度范围。发热组件30与尖端成型组件20连接,当发热组件30产生热量时,热量能够传导至尖端成型组件20的型腔40位置,从而对型腔40内待成型医用插管200的尖端201进行加热,使尖端201融化,如此尖端201可以精准地复制型腔40腔面的预设尖端形状。

在实际使用过程中,先将待成型的医用插管200套设在支撑件10上,然后将穿设有医用插管200的支撑件10穿过尖端成型组件20的成型通孔,使待成型医用插管200的尖端201进入在型腔40内,当发热组件30对型腔40进行加热时,位于型腔40内的医用插管200的尖端201受热融化而注满型腔40,在停止加热和冷却后,医用插管200的尖端201复制了型腔40内的预设尖端形状。

请参阅图1和图2,在某一个实施例中,支撑件10的外表面为圆柱面,在成型过程中医用插管内壁202贴合支撑件10的外表面,确保医用插管内壁202始终保持为圆柱面而不变形,使得成型后的医用插管200能紧贴塑料管芯,有效降低穿刺阻力。

在一个实施例中,支撑件10开设有支撑内孔11,并且支撑件11的外径比待成型医用插管200的内径小。

在本实施例中,支撑件10为开设有支撑内孔11的薄壁圆管,可以减小热量在轴向的传递。此外,支撑件10的外径比待成型医用插管200的内径小,可以实现成型段的医用插管200内径成型后的比成型前的内径小,紧抱管芯。

在某一个具体实施例中,支撑件10包括钢芯,钢芯能够在尖端成型组件20的成型通孔内滑动,从而将待成型的医用插管200送入型腔40内或者从型腔40内取出成型后的医用插管200。

在其他实施例中,支撑件10还可以为其他部件,在此不做具体限定。

在成型工艺中,待成型的医用插管200的不同部位需要不同的热量。医用插管200的尖端201需要融化,以便塑形,从而精准地复制型腔40的形状,而尖端201以外的部分需要保持较低的温度,以避免不需要的变形发生。此外,由于尖端201的精准成型也需要外部提供一个挤压力,当外部的挤压力作用于尖端201以外的部分时,挤压力传导至尖端201。由于医用插管200的材料处于玻璃态或高弹态才能有效地提供挤压力,因此尖端201以外的部分要保持低温。

为解决上述问题,本发明的尖端成型组件20的热阻件23能够控制热量分布,确保了医用插管200的尖端201(即变形段)处于熔融的温度,医用插管200的尖端201以外的部分(即未变形段)低于医用插管200塑料成分的熔化温度。

综上,本发明实施例中的医用插管尖端成型装置100,尖端成型组件20与支撑件10共同形成有预设尖端形状的型腔40,在发热组件30对型腔40进行加热时,热阻件23能够控制型腔40的热量分布,设置于型腔40的医用插管200尖端201融化后会复制型腔40内的预设尖端形状,形成满足高要求的插管尖端形状和尺寸,从而确保插管穿刺进血管过程中的性能,而尖端201以外的部分则保持较大的刚性,确保能将外部的挤压力传导至尖端201,实现对尖端201的挤压。

进一步地,为了实现尖端成型组件20不同区域的温度不同,需要考虑尖端成型组件20的发热区温度、热量在尖端成型组件20不同区域的传导、热量向周边环境耗散的速度、热量传导与温度升高的关系:

当发热组件30工作时,尖端成型组件20靠近发热组件30的位置将会产生大量的热量,而且温度迅速升高后,热量在尖端成型组件20内部传导的速度远大于向周边环境耗散的速度。因此,发热组件30的安装位置应该靠近尖端成型组件20中的需要形成高温的区域,而尖端成型组件20中的需要形成高温的区域(下称发热区)与不需要形成高温的区域(下称限热区)之间的热传导则应该尽量降低。

具体地,请参阅图3和图4,在某一个实施例中,尖端成型组件20包括导热件21和热容件22。导热件21和热容件22相互连接并且均穿设在支撑件10上,发热组件30设置在导热件21上,以使导热件21形成发热区,导热件21的内表面与支撑件10的外表面共同形成型腔40,热容件22与导热件21连接,并形成限热区,热阻件23设置在发热区与限热区之间。

在本实施例中,尖端成型组件20包括两部分,一部分为导热件21,另一部分为热容件22。

导热件21能够将发热组件30产生的热量高效地传导至型腔40内,从而使使发热区内,医用插管200的尖端201快速达到熔融的温度,热容件22则能够高效地散热,从而使限热区内,尖端201以外部分的实际温度低于医用插管200塑料成分的熔化温度。同时,通过在导热件21与热容件22之间开设热阻槽23,使得发热区与限热区之间形成温度间隔区,能够有效降低热量从导热件21传导至热容件22的效率。

在某一个实施例中,导热件21由导热系数高的材料制成,例如铜、银、铝等金属。

在某一个实施例中,热容件22由比热容高的材料制成。

在某一个具体实施例中,热容件22包括热容块,热容块的体积大于导热件21的体积。

热容块能进一步降低限热区可能升高的温度,并且热容块的体积比较大,其每升高一摄氏度的温度需要吸收大量的热量,有效防止了热容块附近温度升高。

请参阅图3和图4,在某一个实施例中,热阻件23还包括热阻槽231,热阻槽23开设在导热件21与热容件22之间。

在某一个具体实施例中,热阻槽23为一毫米截面宽度的圆环状凹槽。

请结合图5和图6所示,图5和图6分别是在环境温度为25摄氏度,发热组件30温度恒定在150摄氏度时,设置有热阻槽23和没有设置热阻槽23结构时候的温度场分布对比。

由图5所示的带热阻槽23时的温度分布可知,图5右侧导热件21发热区温度为139~150摄氏度,左侧热容件22限热区温度小于62.7摄氏度,中间有明显的分界。

由图6所示的不带热阻槽23时的温度分布可知,图6右侧导热件21发热区温度为139~150摄氏度,左侧热容件22限热区温度为95~106摄氏度,中间分割不明显。

如此,通过热阻槽23的温度间隔,尖端成型组件20不同区域的温度不同,该温度分布能提高尖端成型工序的良品率和效率,降低塑料医用插管200的尖端201发黄、脆化、开裂的概率。

在其他实施例中,热阻件23还可以由其他热阻值高材料制成的环形部件,例如玻璃纤维、硅酸盐等。

请参阅图4和图7,在某一个实施例中,热容件22的内表面包括依次连接的导向面221和过渡面222,导热件21的内表面包括依次连接的加强面211、尖锥面212和定位面213,过渡面222与加强面211连接。

导向面221用于导引待成型医用插管200穿设在导热件21和热容件22内,定位面213用于将待成型医用插管200的尖端201定位于发热区内,尖锥面212、加强面211、过渡面222与支撑件10的外表面共同形成型腔40的腔面。

请结合图8所示,医用插管200的尖端201也由插管尖锥面、插管加强面和插管过渡面组成,插管过渡面用于连接插管加强面和医用插管200的未变形段。在成型过程中,尖端201的插管尖锥面和插管加强面均位于医用插管200的热熔区203,插管过渡面位于医用插管200的高温变形区204。

具体地,尖端201的插管尖锥面和插管加强面位于热熔区203,分别由尖端201融化后通过复制型腔40的加强面211和尖锥面212而成。尖端201的插管过渡面位于高温变形区204,由尖端201融化后通过复制型腔40的过渡面222而成。

对于医用插管200在热熔区203以外的部分,实际由浸渍成型,而且成型前医用插管200的内径比支撑件10的外径大,因此当医用插管200插入支撑件10内时,如图7所示,医用插管内壁202与支撑件10的支撑外壁13之间存在间隙223。对于医用插管200处于热熔区203内的部分,医用插管200的尖端201融化后,其内壁与支撑件10的支撑外壁13紧贴,形成抱合面13。抱合面13处的直径小于热熔区203以外医用插管200的内径,该抱合面13的直径与支撑件10的外径一致。相较于热熔区203以外的由浸渍成型的医用插管200内径的尺寸精度,本实施例中的抱合面13通过热熔挤压成型,热熔区203内的医用插管200内径精度的尺寸精度明显提高,如此该抱合面13在使用的时候,能紧贴塑料管芯,有效降低穿刺阻力。

请参阅图3和图4,在某一个实施例中,导热件21的定位内孔214直径与支撑件10的外径一致。

在本实施例中,由于导热件21的定位内孔214直径与支撑件10的外径一致,因此,在成型过程中,支撑件10的外表面能够紧贴着导热件21的内表面,限制尖端201继续往前移动,确保了型腔40形状的准确性。

请参阅图7,在某一个具体实施例中,尖锥面212与支撑件10的外表面形成的角度B为50~60度,加强面211与支撑件10的外表面形成的角度A为11~15度。

在本实施例中,尖锥面212与支撑件10的外表面形成的角度B为50~60度,角度太小可能会导致医用插管200的管壁在穿刺阻力的作用下起皱,角度太大会导致穿刺阻力急剧增加。

加强面211与支撑件10的外表面形成的角度A为11~15度。加强面211可以使医用插管200的管壁厚度迅速增加,使其有足够的强度,以防止在穿刺阻力的作用下起皱。

在某一个具体实施例中,加强面211的长度约为3mm,过渡面222长约为6mm。

请参阅图4,在某一个实施例中,尖端成型组件20还包括定位件24,定位件24与热容件22连接。

在本实施例中,定位件24用于医用插管尖端成型装置100的安装和定位。

在成型过程中,通过外部夹具同时夹紧塑料医用插管200和支撑件10,并一同向前尖端成型组件20的内部推动。医用插管200的尖端201在接收到导热件21的热量后开始融化,并在挤压力的作用下,融化后的尖端201填满支撑件10与导热件21和热容件22共同形成的型腔40,待冷却后尖端201获得型腔40的预设尖端形状。

请参阅图3和图9,在某一个实施例中,发热组件30包括安装件31、发热件32和温度感应件33。

安装件31用于套设在支撑件10上并与尖端成型组件20连接,发热件32和温度感应件33均设置在安装件31上,发热件32与温度感应件33导热连接。

在本实施例中,发热件32和温度感应件33均通过安装件31设置在尖端成型组件20的导热件21上。在一个具体的实施例中,安装件31与导热件21之间通过螺纹连接,并且连接面上涂有导热膏。

发热件32能产生可调的预设温度,例如80~220摄氏度,从而能够融化塑料医用插管200的尖端201。

温度感应件33与发热件32导热连接。当发热件32工作产生热量时,热量可以高效地传递到温度感应件33上。当整个医用插管尖端成型装置100达到稳定的工作状态下,温度感应件33的温度、支撑件10的温度以及发热件32的温度接近一致。因此,通过外部设备检测温度感应件33的温度,即可获得当前发热件32的温度。当检测到发热件32的温度高于设定温度时,发热件32可以暂停加热,从而实现对成型工艺温度的准确控制。

请参阅图9,在某一个实施例中,发热件32包括高频加热圈321,温度感应件33包括热敏电阻丝331,高频加热圈321和热敏电阻丝331均绕设在安装件31的外表面上,并且热敏电阻丝331靠近高频加热圈321设置。

在本实施例中,高频加热圈321是由数圈铜线组成的线圈,圈数通常为5~12圈,可与外部变频器相连接,通入频率范围为50~50000Hz的电流。当线圈内通入变化的电流时,线圈周边会产生变化的电磁场,该电磁场会使附近的金属内部,例如导热件21,产生涡旋电流,该涡旋电流会使导热件21发热,从而使温度升高。

温度感应件33包括紧密缠绕在安装件31上的数圈热敏电阻丝331。当高频加热圈321运行时,导热件21产生涡旋电流,该涡旋电流会使导热件21发热,从而使导热件21的温度升高,而导热件21上的热量通过导热膏可以高效地传递到安装件31,安装件31上的热量进一步高效地传递到热敏电阻丝331上。热敏电阻丝331的电阻随着温度的升高而增加,外部设备通过检测热敏电阻丝331的电阻从而求出当前热敏电阻丝331的温度,进而获得当前发热件32的温度。

在一个具体实施例中,热敏电阻丝331可以是铂电阻丝或者是镍电阻丝。

请继续参阅图9,在某一个实施例中,发热组件30还包括隔热件34,隔热件34设置在高频加热圈321与安装件31之间。

在本实施例中,高频加热圈321与安装件31之间设置有隔热件34,能够使高频加热圈321线圈的温度低于安装件31的温度,从而使线圈上的绝缘层得到保护,有效降低线圈因为绝缘层失效或者是铜线高温烧断而产生的故障概率。

在某一个具体实施例中,安装件31由硅钢制成。

在本实施例中,安装件31为由硅钢加工而成的硅钢圈,由于硅钢的磁饱和强度比较低,产生的涡旋电流比较小,所以发热量比较小,通过这个设计,实现了在高频加热圈321周围主要的发热金属体是导热件21,热量更加集中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

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