УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ (УФ) СТЕРИЛИЗАЦИОННЫЕ КАТЕТЕРЫ И КОННЕКТОРЫ КАТЕТЕРА
ULTRAVIOLET (UV) STERILIZATION CATHETERS AND CONNECTORS OF CATHETER

Настоящее изобретение в целом относится к катетерам, а в частности к катетерам и коннекторам катетера с ультрафиолетовым (УФ) излучением для стерилизации. Изобретение находит свое практическое применение в стерилизации бактерий и других микробов, которые могут быть введены пациенту через катетеры и коннекторы катетера, а также через текучую среду, протекающую через катетеры и/или коннекторы катетера, и будет описано с учетом данного применения, хотя также предусмотрены и другие применения.
Широкий ряд исследований показал, что нозокомиальные (госпитальные) инфекции являются основной причиной летальных исходов в Соединенных Штатах Америки. Одним из источников таких инфекций является попадание бактерий в интралюминальные места доступа.
Как разъяснено в разделе описания уровня техники патента США №7,834,328, выданного Redmond et al. (далее - "Redmond"), одним из первых вмешательств, происходящих при госпитализации пациента, является размещение внутривенной линии доступа (ВВ). Данная чрескожно расположенная ВВ-линия обеспечивает лицам, осуществляющим медицинский уход, прямой доступ к кровотоку пациента через периферическую вену для быстрого введения текучих сред, лекарственного средства или для забора образцов крови. В более серьезных случаях, при которых требуется прямой доступ для интенсивного введения в кровоток, например, при химиотерапии, временном диализе почек или катетеризации для кардиомониторинга, вводится центральный венозный катетер (ЦВК или сердечный катетер). Этот катетер, как правило, вводится чрескожно в основной ветвистый сосуд, часто - в подключичную вену, и затем в верхнюю полую вену направляется дистальный сегмент катетера.
Процедуры как периферической, так и центральной катетеризации, образуют открытый путь или просвет от внешнего места доступа к кровотоку. Это интралюминальное место доступа обеспечивает точку крепления для различных терапевтических или диагностических медицинских устройств, включая клапаны, безыгольные места доступа, ВВ-пакеты, инфузионные насосы, насосы для доставки лекарственных средств, оборудование для диализа почек, термодилюционные катетеры и т.п., но не ограничиваясь ими. К сожалению, данное место доступа также обеспечивает точку попадания бактериальных инфекций. Таким образом, при каждом открытии места доступа для крепления медицинского устройства, бактерии могут попасть в просвет катетера и быть доставлены в кровоток.
В дополнение к инфицированию просвета катетера посредством внешнего места доступа, бактерии также могут попадать при прокалывании кожи и через подкожный участок, создаваемый катетером при размещении ВВ или ЦВК. Далее, бактерии могут проходить вниз по внешней стенке катетера к его дистальному концу, инфицируя участок вдоль стенки катетера, по которой они проходят.
При попытках решить серьезные проблемы, указанные в предыдущих абзацах, во многих ВВ-катетерах и ЦВК уровня техники используется некоторый тип отлитого пластикового фитинга, проксимальный конец которого заканчивается охватывающим наконечником Люэра или скользящим коннектором Люэра. Когда не используются, эти коннекторы должны быть закрыты колпачком Люэра во избежание инфицирования места доступа. При необходимости доступа к катетеру, каждый раз колпачок Люэра должен удаляться и выбрасываться, поскольку следует предполагать, что внешняя часть колпачка Люэра инфицирована и представляется практически невозможным избежать контакта охватываемого конца конфигурации Люэра с инфицированной поверхностью после его удаления. Таким образом, в обычной практике контроля инфицирования в уровне техники, предлагается всегда заменять колпачок Люэра, каким бы образом ни осуществлялся доступ к линии. Такая процедура является не только затратной, помимо этого, процесс удаления и замены обеспечивает дополнительную вероятность попадания бактерий в просвет коннектора.
Таким образом, технология, раскрытая Redmond, как и другие известные технологии, в первую очередь относятся к решениям проблемы бактериальных инфекций, вызываемых бактериями, попадающими в колпачок Люэра, или другой закрывающий колпачок, и остающимися внутри них. В этой связи, Redmond описывает по существу пропускающий излучение УФ-С закрывающий колпачок для закрытия места доступа, а также излучающее устройство, которое насаживается на прозрачный закрывающий колпачок для излучения закрывающего колпачка УФ-С излучением, стерилизуя, таким образом, закрывающий колпачок.
Однако недостаток устройства, предложенного Redmond, состоит в том, что в нем требуется покрытие катетера, и, таким образом, оно не может стерилизоваться при подаче или заборе текучей среды у пациента. Кроме того, некоторые бактериальные инфекции могут вызываться бактериями, которые попадают не через закрывающий колпачок, а из некоторой точки выше по потоку места доступа. Более того, бактерии могут попадать в организм пациента (в кровоток, легкие, мочевой пузырь или т.п.) через текучую среду, проходящую через внутреннюю часть катетера.
См. также патент США №8,197,087, серийный номер международной заявки РСТ № PCT/US2014/033207, а также опубликованную заявку на патент США US 2012/0053512.
Таким образом, существует производственная необходимость в решении вышеуказанных недостатков и несоответствий, до настоящего времени не упомянутая.
Соответственно, основной целью настоящего изобретения является обеспечение катетеров и коннекторов катетера, которые могут использоваться для обеспечения УФ-стерилизации текучей среды по мере ее протекания через катетер и/или коннектор катетера. Настоящим изобретением предусмотрены катетеры и коннекторы катетера, которые не только стерилизуют бактерии и другие микробы, которые могли попасть ввиду инфицирования коннекторов (например, в процессе соединения/разъединения катетеров), но также стерилизуют текучую среду, протекающую внутри них. Кроме того, стерилизация может выполняться во время протекания текучей среды, устраняя, таким образом, необходимость в покрытии линии катетера для обеспечения стерилизации.
В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен коннектор катетера, который содержит внутреннюю стенку и наружную стенку. Внутренняя стенка образует внутреннюю часть коннектора катетера и выполнена проницаемой для ультрафиолетового (УФ) излучения. Наружная стенка образует наружную часть коннектора катетера. Коннектор катетера дополнительно содержит один или множество источников УФ-излучения, таких как УФ светоизлучающие диоды (СИД), размещенных между внутренней стенкой и наружной стенкой, и расположенные для испускания УФ-излучения во внутреннюю часть коннектора катетера. В альтернативном варианте реализации, один или множество УФ-светоизлучающих диодов могут быть распределены по наружной стенке и расположены для испускания УФ-излучения во внутреннюю часть коннектора катетера. Также может быть предусмотрена отражающая прокладка, вставленная между внутренней и наружной стенкой для усиления луча УФ-излучения. Датчик потока обнаруживает поток текучей среды во внутренней части коннектора катетера, а электронная схема электрически соединяет множество источников УФ-излучения, датчик потока и источник питания, так что электропитание подается на источники УФ-излучения, когда текучая среда протекает через внутреннюю часть коннектора катетера. В другом аспекте, излучение может включаться без необходимости в датчике, например, вручную.
В другом аспекте настоящего изобретения предусмотрен катетер, содержащий стерилизационную часть с УФ-излучением. Стерилизационная часть с УФ-излучением содержит внутреннюю стенку, которая образует внутреннюю часть катетера и может пропускать ультрафиолетовое (УФ) излучение. Наружная стенка определяет наружную часть катетера. Между внутренней стенкой и наружной стенкой размещен один или множество источников УФ-излучения, таких как УФ-светоизлучающие диоды (СИД), и они расположены для испускания УФ-излучения во внутреннюю часть катетера. В альтернативном варианте реализации, один или множество источников УФ-излучения, таких как УФ-светоизлучающие диоды, могут быть размещены на наружной стенке и расположены для испускания УФ-излучения во внутреннюю часть катетера. Предусмотрен датчик потока для обнаружения потока текучей среды во внутренней части катетера, а электронная схема электрически соединяет множество источников УФ-излучения, датчик потока и источник питания, так что электропитание подается на источники УФ-излучения, когда текучая среда протекает через внутреннюю часть катетера.
Еще в одном аспекте настоящего изобретения, предусмотрен коннектор катетера, который содержит внутреннюю стенку, которая образует внутреннюю часть коннектора катетера и может пропускать ультрафиолетовое (УФ) излучение. Наружная стенка образует наружную часть коннектора катетера. Датчик потока обнаруживает поток текучей среды во внутренней части коннектора катетера. Во внутренней части коннектора катетера содержится одно или более оптических волокон для передачи УФ-излучения от источника УФ-излучения. А также, электронная схема электрически соединяет источник УФ-излучения, датчик потока и источник питания, так что электропитание подается на источник УФ-излучения, когда текучая среда протекает через внутреннюю часть коннектора катетера.
Описанные особенности, функции и преимущества, могут быть получены независимо в различных вариантах реализации настоящего изобретения или же могут быть скомбинированы с другими вариантами реализации, с подробностями которых можно ознакомиться далее со ссылкой на нижеследующее описание и чертежи.
Другие особенности или признаки, функции и преимущества настоящего изобретения будут или станут понятными специалисту в данной области техники после ознакомления с нижеследующими чертежами и подробным описанием. Подразумевается, что все подобные дополнительные системы, способы, особенности и преимущества, включенные в настоящее описание, входят в объем настоящего изобретения и подлежат защите в рамках прилагаемой формулы изобретения.
Многие аспекты настоящего изобретения могут стать более ясными со ссылкой на нижеследующие чертежи. Компоненты на чертежах не обязательно подлежат масштабированию, вместо этого особое внимание уделено ясной иллюстрации принципов настоящего изобретения. Более того, на чертежах, подобными ссылочными обозначениями обозначены соответствующие части на нескольких видах.
Фиг. 1А представляет собой вертикальный вид сбоку, а Фиг. 1В представляет собой вид в поперечном разрезе коннектора катетера, в соответствии с первым иллюстративным вариантом реализации настоящего изобретения;
Фиг. 2 представляет собой иллюстративный вид коннектора катетера, в соответствии со вторым иллюстративным вариантом реализации настоящего изобретения; и
Фиг. 3 представляет собой иллюстративный вид коннектора катетера, в соответствии с другим иллюстративным вариантом реализации настоящего изобретения.
Фиг. 1А и Фиг. 1В представляют собой иллюстративные виды коннектора 10 катетера (далее может именоваться как «коннектор 10»), в соответствии с первым иллюстративным вариантом реализации настоящего изобретения. Коннектор 10 соединяет катетер со стороны пациента с линией подачи. При использовании в настоящем документе под термином «катетер» подразумевается медицинское устройство, содержащее трубку, которая может вводиться в полость тела, канал или сосуд, такое как ВВ-катетеры, мочевые катетеры, а также эндотрахеальные трубки и так далее.
Как показано на примере, представленном на Фиг. 1А и 1В, коннектор 10 соединяет подающий канал 40 внутривенного катетера с коннектором 50 внутривенного катетера со стороны пациента. Подающий канал 40 соединен с линией 42 подачи, по которой может протекать текучая среда для внутривенной доставки, или которая может принимать текучую среду от пациента. Коннектор 50 со стороны пациента соединен с внутривенным катетером 52. Подающий канал 40 (который может быть охватывающим коннектором, как показано) и коннектор 50 со стороны пациента (который может быть охватываемым коннектором, как показано) могут быть соединены друг с другом с возможностью разъединения внутри коннектора 10. Подающий канал 40 и коннектор 50 со стороны пациента выполнены по меньшей мере частично проницаемыми для УФ-излучения.
Коннектор 10 катетера содержит внутреннюю стенку 20, которая образует внутреннюю часть (или просвет) коннектора 10 катетера, и наружную стенку 30, образующую наружную часть коннектора 10 катетера. Внутренняя стенка 20 по меньшей мере частично проницаема для УФ-излучения. Стенки 20, 30 могут быть выполнены из пластика или любого другого подходящего для медицинского оборудования материала. Один или множество источников ультрафиолетового (УФ) излучения, таких как УФ-светоизлучающие диоды (СИД) 12, размещены в области между внутренней стенкой 20 и наружной стенкой 30, и они расположены для направления УФ-излучения внутрь через внутреннюю стенку 20 и во внутреннюю часть коннектора 10 катетера. В альтернативном варианте реализации, один или множество источников уфльтрафиолетового (УФ) излучения, таких как УФ-светоизлучающие диоды (СИД), показанные условно обозначением 12А, могут быть распределены по наружной поверхности стенки 30. Стенка 30 должна быть по меньшей мере частично проницаемой для УФ-излучение в области, где находятся источники УФ-излучения. Таким образом, УФ-излучение может направляться через коннектор 50 со стороны пациента, проницаемый для УФ, и подающий канал 40, стерилизуя, таким образом, внутренние поверхности внутренней стенки 20, коннектор 50 со стороны пациента и подающий канал 40. Кроме того, УФ-излучение может направляться через текучую среду, проходящую через коннектор 10.
Электронная схема 16 электрически соединяет множество источников 12 (или 12А) УФ-излучения с датчиком 18 потока и источником 14 питания. Датчик 18 потока может быть любым типом датчика для обнаружения наличия текучей среды (жидкости или газа) внутри объема, в данном случае - внутренней части коннектора 10 катетера. Например, датчик 18 потока может представлять собой или содержать датчик давления, который может активироваться после обнаружения наличия потока текучей среды или после обнаружения скорости потока, которая больше заранее установленного порогового значения скорости потока.
В одном варианте реализации (как показано на Фиг. 1А и 1В), датчик 18 потока содержит два электрода, которые проходят через внутреннюю стенку 20 и во внутреннюю часть коннектора 10 катетера. Указанные электроды, при электрическом соединении, образуют электрическую цепь, обеспечивая, таким образом, питание множества источников 12 УФ-излучения от источника 14 питания. Однако электроды пространственно разделены промежуточным зазором, достаточным для предотвращения потока электрического тока в некоторых условиях, по необходимости. Например, электроды могут быть разделены зазором так, что ток не будет течь между электродами в первом положении (т.е. в положении без потока определенной текучей среды) и, таким образом, цепь в данном случае является «разомкнутой». Однако электроды могут быть расположены достаточно близко друг к другу так, что ток будет течь между ними, замыкая цепь и обеспечивая питание для источников УФ-излучения, в присутствии конкретной текучей среды, обладающей достаточно высокой электропроводимостью, например, крови, обладающей по меньшей мере некоторым уровнем электролитической концентрации, физиологического раствора и так далее. Зазор между электродами может регулироваться при необходимости для обеспечения питания источников УФ-излучения в присутствии потоков различных текучих сред.
Когда поток текучей среды обнаружен датчиком 18 потока, источники УФ-излучения включаются, обеспечивая стерилизационное УФ-излучение через текучую среду, протекающую во внутренней части коннектора 10. Как показано на Фиг. 1а, отражатель 32 УФ-излучения может быть размещен между наружной стенкой 30 и внутренней стенкой 20 (например, на внутренней поверхности наружной стенки, между наружной частью коннектора 10 и источниками 12 УФ-излучения), или на наружной стенке, так что УФ-излучение, взаимодействующее с отражателем 32 (например, излучение, которое проходит через текучую среду во внутренней части коннектора 10 и затем через часть внутренней стенки 20, проницаемой для излучения), отражается во внутреннюю часть коннектора 10 катетера. Отражатель УФ-излучения может быть выполнен из любого отражающего материала, такого как покрытие травленым алюминием, который максимизирует воздействие УФ-излучения на внутреннюю часть коннектора 10 и/или текучей среды, протекающей в нем.
Источник 14 питания может являться, например, батареей. Источник 14 питания может содержаться в коннекторе 10, например, располагаться между внутренней стенкой 20 и наружной стенкой 30 или на наружной стенке 30, или он может находиться в положении, физически отдаленном от коннектора 10, но в электрическом взаимодействии с ним.
Несмотря на то что на Фиг. 1А и 1В изображен коннектор 10 катетера, настоящее изобретение этим не ограничено. Например, внутренняя стенка 20, наружная стенка 30, множество источников 12, 12а УФ-излучения, электронная схема 16, датчик 18 потока, источник 14 питания и отражатель 32 УФ-излучения могут содержаться в или на коннекторе 50 со стороны пациента, подающем канале 40 и/или самом катетере. Кроме того, независимо от того, содержатся эти компоненты на катетере или в нем, множество источников УФ-излучения может быть размещено внутри некоторого сегмента катетера, или оно может быть размещено по существу по всей длине катетера, обеспечивая, таким образом, максимальную УФ-стерилизацию любой текучей среды, протекающей в нем.
На Фиг. 2 изображен коннектор 110 катетера (далее может именоваться как «коннектор 110»), в соответствии со вторым иллюстративным вариантом реализации настоящего изобретения. Коннектор 110 по существу подобен коннектору 10 по Фиг. 1А и 1В. Однако коннектор 110 содержит оптическое волокно для направления УФ-излучения на конкретные области во внутренней части коннектора 110. Коннектор 110 может содержать один или более источников 112 УФ-излучения, источник 14 питания и датчик 18 потока, электрически соединенные между собой электронной схемой 16, которая может быть электрическим проводом или соединением. Кроме того, как и в иллюстративном варианте реализации, показанном на Фиг. 1А и 1В, эти компоненты могут быть размещены между внутренней стенкой 20 и наружной стенкой 30 коннектора 110. Кроме того, в коннекторе 110 может содержаться отражатель 32 УФ-излучения.
Источник 112 УФ-излучения обеспечивает УФ-излучение, которое переносится оптическими волокнами 150 к желаемым местам внутри коннектора 110 и/или во внутренней части коннектора 110. Источник 112 УФ-излучения может располагаться внутри коннектора 110 (например, между внутренней и наружной стенками, как показано на Фиг. 1) или он может располагаться снаружи.
На Фиг. 3 изображен коннектор катетера, в соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения. Коннектор катетера, показанный на Фиг. 3, подобен коннекторам, показанным на Фиг. 1А, 1В и 2, и содержит наружную стенку с внутренним отражающим покрытием, фланцы, батарею и провода, охватывающие и охватываемые элементы, а также СИД-излучатели, размещенные в области между наружной стенкой и внутренней стенкой, или на наружной стенке.
Настоящее изобретение относится к катетерам и катетерным соединениям. В настоящем документе под «катетером» подразумевается любое медицинское устройство, которое может вводиться в полость тела, канал или сосуд. Ввиду этого, подразумевается, что понятие «катетер» включает в себя ВВ-катетеры, мочевые катетеры, эндотрахеальные трубки, катетеры для перитонеального диализа и так далее. Кроме того, подразумевается, что «коннектор катетера» включает в себя любое медицинское соединение, например, между катетером и подающей или принимающей линией или устройством. Например, коннектор катетера, описанный в настоящем документе, может содержать коннектор между респиратором и эндотрахеальной трубкой для стерилизации воздуха, который проходит в легкие пациента, находящегося в критическом состоянии (уменьшая, таким образом, возможность возникновения внутрибольничной пневмонии). Кроме того, коннектор катетера может содержать коннектор для использования между мочевым катетером и дренажным мешком (уменьшая, таким образом, возможность возникновения инфекции мочевого пузыря).
Следует отметить, что вышеописанные варианты реализации настоящего изобретения, в частности, любые «предпочтительные» варианты реализации, являются только лишь возможными примерами реализаций, и указаны только лишь для лучшего понимания принципов настоящего изобретения. Могут быть сделаны многие другие вариации и модификации вышеописанных вариантов реализации настоящего изобретения без фактического выхода за пределы сущности и принципов настоящего изобретения. Подразумевается, что все такие модификации и вариации подлежат включению в данный документ, входят в объем настоящего изобретения и подлежат защите нижеследующей формулой изобретения.