Тампон для сбора, нанесения, хранения и транспортировки химических или биологических материалов
TAMPON FOR COLLECTING, APPLYING, STORING AND TRANSPORTING CHEMICAL OR BIOLOGICAL MATERIALS

Предлагаемое изобретение в целом относится к области удовлетворения потребностей человека, более точно – к инструментам для диагностики в области медицины, биологии, химии, микробиологии. Представляет собой конструкцию, состоящую из наконечника на одном конце и контейнера для хранения и транспортировка к месту назначения отрывного наконечника с образцом забранного материала в этом контейнере, при этом контейнер  снабжен герметично закрывающейся крышкой.
Использование заявленного технического решения применимо и обеспечивает возможность повышения эффективности сбора, нанесения, хранения и транспортировки химических или биологических материалов (далее – химо-, биоматериалов) для последующего анализа у человека, животного или с исследуемых поверхностей.
Тампон для сбора, нанесения, хранения и транспортировки химо-, биоматериалов выполнен из полимерного порошкового материала.
Традиционно, в медицинских областях, таких как диагностика и клинический анализ, для сбора образца из полости рта пациента, полости носа или из исследуемых поверхностей широко используют тампоны. При этом у известных тампонов существует проблема забора достаточного объема материала для проведения его (образца) анализа, безопасного хранения и транспортировки химо-, биоматериала до места выполнения анализа.
Выявленные заявителем из исследованного уровня техники технические решения не решают эту проблему в полной мере.
Так, известно изобретение по патенту US2019307433 «Тампон для сбора биологических образцов», сущностью является тампон для сбора биологических образцов типа, состоящего из стержня, оканчивающегося на наконечнике, покрытом волокном с гидрофильными свойствами, обеспечивающими абсорбцию указанных образцов, отличающийся тем, что указанное волокно  покрывает указанный наконечник в виде слоя, нанесенного с помощью технологии флокирования.
Недостатками известного технического решения является:
– у опорного корпуса отсутствует движущаяся часть, что приводит к недостаточному, по сравнению с заявленным техническим решением, объему взятых и, соответственно, нанесенных, химо-, биоматериалов;
– верхняя часть стержня и наконечник прикреплены друг к другу неразьемно, что не позволяет быстро и безопасно отделить наконечник после сбора химо-, биоматериалов от стержня и обеспечить его помещение в контейнер для хранения и транспортировки химо-, биоматериалов к месту проведения анализов;
– отсутствие контейнера для хранения и транспортировки к месту назначения отрывного тампона с образцом забранного материала в этом контейнере, который снабжен герметично закрывающейся крышкой, вследствие чего он дает возможность быстро обеспечить после сбора биологических образцов их хранение и транспортировку, что повышает качество анализов.
В связи с этим известное изобретение не обеспечивает достаточный объем взятых и, соответственно, нанесенных химо-, биоматериалов, а также их хранение, быструю и безопасную транспортировку к месту проведения анализов и обладает низкими потребительскими свойствами по сравнению с заявленным техническим решением.
Известно изобретение по патенту JP2011234666 «Тампон», сущностью является ватный тампон, в котором на одном или обоих концах вала предусмотрен ватный кусочек, а также имеется хлопьевидный слой, полученный путем покрытия коротких волокон в форме кисти на поверхности ватного кусочка.
Недостатками известного технического решения является:
– у опорного корпуса отсутствует движущаяся часть, что приводит к недостаточному, по сравнению с заявленным техническим решением, объему взятых и, соответственно, нанесенных, химо-, биоматериалов;
– конец вала и ватный тампон  соединены неразьемно, что не позволяет быстро и безопасно отделить его (ватный тампон) после сбора химо-, биоматериалов от вала и обеспечить его помещение в контейнер для хранения и транспортировки химо-, биоматериалов к месту проведения анализов;
– отсутствие контейнера для хранения и транспортировки к месту назначения отрывного тампона с образцом забранного материала в этом контейнере, который снабжен герметично закрывающейся крышкой, вследствие чего он дает возможность быстро обеспечить после сбора биологических образцов их хранение и транспортировку, что повышает качество анализов.
В связи с этим известное изобретение не обеспечивает достаточный объем взятых и, соответственно, нанесенных, химо-, биоматериалов, а также их хранение, быструю и безопасную транспортировку к месту проведения анализов и обладает низкими потребительскими свойствами по сравнению с заявленным техническим решением.
Известно изобретение по патенту ES2714712, «Флокированный тампон и способ сбора и передачи образцов биологического материала», сущностью является флокированный тампон для сбора и передачи образцов биологического материала, причем тампон содержит, по меньшей мере: опорный корпус, имеющий удлиненную конформацию и имеющий, по меньшей мере, первую концевую часть и, по меньшей мере, захватная часть, и по меньшей мере флокированный слой, определенный с помощью множества волокон, прикрепленные и расположенные на первой части корпуса опоры с помощью технологии флокирования, таким образом, чтобы реализовать флокированную собирательную часть, направленную на поглощение количества образца биологического материала, характеризующееся тем, что первая часть опорного корпуса снабжена, по меньшей мере, первой ослабляющей частью, предназначенной для обеспечения и облегчения селективного разрушения тампона в первой части и отделения по меньшей мере от первой части скопленной собирающей части, по меньшей мере, из второй части скопленной собирающей части и из захватной части.
Недостатками известного технического решения является
– у опорного корпуса отсутствует движущаяся часть, что приводит к недостаточному, по сравнению с заявленным техническим решением, объему взятых и, соответственно, нанесенных,  химических или биологических материалов;
–  захватная часть с флокированным слоем и опорный корпус прикреплены друг к другу неразьемно, что не позволяет быстро и безопасно отделить захватную часть с флокированным слоем после сбора химо-, биоматериалов от опорного корпуса и обеспечить его помещение в контейнер для хранения и транспортировки химо-, биоматериалов к месту проведения анализов;
– отсутствие контейнера для хранения и транспортировки к месту назначения отрывного тампона с образцом забранного материала в этом контейнере, который снабжен герметично закрывающейся крышкой, вследствие чего он дает возможность быстро обеспечить после сбора биологических образцов их хранение и транспортировку, что повышает качество анализов.
В связи с этим известное изобретение не обеспечивает достаточный объем взятых и, соответственно, нанесенных, химо-, биоматериалов, а также их хранение, быструю и безопасную транспортировку к месту проведения анализов и обладает низкими потребительскими свойствами по сравнению с заявленным техническим решением.
Из исследованного заявителем уровня техники выявлено изобретение по патенту РФ № 2735989 «Тампон для сбора и нанесения химо-, биоматериалов», выбранный заявителем в качестве прототипа, сущностью которого является тампон для сбора и нанесения химо-, биоматериалов, выполненный из полимерного порошкового материала, содержащий стержень, состоящий из держателя в виде утолщенной нижней части и более тонкой верхней части, оканчивающейся наконечником, характеризующийся тем, что более тонкая верхняя часть, оканчивающаяся наконечником, дополнительно может быть оснащена как прикрепленной пружинной частью, завитой, соответственно, вокруг более тонкой верхней части и направленной в сторону утолщенной части - держателя, так и флокированным наконечником, при этом в качестве полимерного порошкового материала использован полиамид, имеющий после печати пористость до 20% объема материала.
Недостатками прототипа по сравнению с заявленным техническим решением является:
– невозможность хранения химо-, биоматериалов вследствие невозможности отделить наконечник от стержня после сбора химо-, биоматериалов;
– невозможность транспортировки химо-, биоматериалов вследствие отсутствия контейнера для транспортировки;
– недостаточный объем сбора (нанесения) химо-, биоматериалов вследствие отсутствия контейнера для хранения.
Целью и техническим результатом заявленного технического решения является
разработка устройства, устраняющего недостатки прототипа, а именно:
– обеспечивающего возможность хранения химо-, биоматериалов вследствие возможности быстро и безопасно отделить наконечник после сбора химо-, биоматериалов от стержня за счет перфорированной перемычки между наконечником и стержнем;
– обеспечивающего возможность транспортировки химо-, биоматериалов вследствие наличия контейнера для транспортировки с герметично закрывающейся крышкой и возможностью быстро и безопасно отделить контейнер после сбора химо-, биоматериалов от стержня за счет шарнирного соединения или перфорированной перемычки между контейнером и стержнем;
– обеспечивающего повышенный объем сбора (нанесения) химо-, биоматериалов за счет  возможности использования контейнеров различных объемов в зависимости от количества забираемого химо-, биоматериала.
Сущностью заявленного устройства
отличающийся тем, что
является  тампон для сбора, нанесения, хранения и транспортировки химических или биологических материалов, выполненный из полимерного порошкового материала, содержащий стержень, состоящий из держателя в виде утолщенной нижней части и более тонкой верхней части, оканчивающейся наконечником,  наконечник соединен с тонкой верхней частью стержня перфорированной перемычкой с возможностью быстрого отделения  наконечника от стержня, а на конце утолщенной нижней части стержня расположен контейнер объемом 0,2–5,0 мл с возможностью хранения и транспортировки к месту назначения отделенного наконечника с образцом забранного химического или биологического материала, при этом контейнер снабжен герметично закрывающейся крышкой, при этом контейнер имеет форму конуса, который узким концом соединен с утолщенной нижней частью стержня – либо шарнирно с возможностью отделения от него, либо перфорированной перемычкой с возможностью отламывания после процедуры сбора химических или биологических материалов.
Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг.1, Фиг.2.
На Фиг.1
приведена конструкция, на которой представлен заявленный тампон:
1а  - с креплением к контейнеру шарнирным соединением путем сферической выемки на торцевой стороне держателя и сферической выпуклости на торцевой части контейнера.
1б – с креплением к контейнеру перфорированной перемычкой, которая является цельным продолжением торцевой стороны держателя.
Позиции на Фиг.1 обозначают:
1 – стержень;
2 – утолщенная часть стержня – держатель;
3 – контейнер;
4 – быстро разъёмное шарнирное соединение, соединяющее контейнер с держателем;
1_
4 быстро разрываемая перфорированная перемычка, соединяющее контейнер с держателем;
5 – тонкая верхняя часть - наконечник;
6 – рабочая часть наконечника;
7 – перфорированная перемычка, соединяющая наконечник со стержнем.
На Фиг. 2
приведен фрагмент трехмерной модели заявленного тампона:
2а – шарнирное соединение со стержнем с возможностью отделения от него после процедуры сбора химо-биоматериалов;
2б – быстро разрываемое соединение со стержнем через перфорированную перемычку с возможностью отламывания после процедуры сбора химо-биоматериалов.
Позиции на Фиг.2 обозначают:
2 – держатель;
3 – контейнер;
8 – сферическая выемка;
9 – сферическая выпуклость;
10 – перфорированная перемычка держателя в месте разрыва от контейнера.
Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.
Поставленные цели и заявленный технический результат достигаются тем, что с помощью аддитивных технологий производства создается сложная конструкция устройства,  на одном конце которого имеется наконечник для сбора и нанесения химо -, биоматериалов, а на другом конце – к держателю крепится контейнер, который  соединен с ним креплением либо в виде шаровидного шарнира, либо в виде перфорированной отрывной перемычки, предназначенный (контейнер) для хранения и транспортировки химо-, биоматериалов. Заявленный тампон обеспечивает одновременно сбор и нанесение  химо-, биоматериалов, а также  их хранение и транспортировку  (Фиг.1).
Заявленное устройство имеет конфигурацию удлиненного стержня 1 с нижней утолщенной частью 2 – держателем.
На конце верхней части стержня 1 расположен отрывной наконечник 5, рабочая часть 6 которого  выполнена, например, путем флокирования, либо в виде пружины, завитой соответственно, вокруг более тонкой верхней части, направленной в сторону утолщенной части (держателя), и др. Вид отрывного наконечника не оказывает влияния на заявленный технический результат.
Наконечник 5 и стержень 1 соединены тонкой перфорированной перемычкой 7, позволяющей быстро и легко отделить наконечник 5 от стержня 1 после сбора химо-биоматериалов для проведения последующего анализа.
На конце держателя 2 содержится контейнер 3 объемом 0,2-5,0 мл (в зависимости от количества забранного химо- биоматериала) для хранения и транспортировки к месту назначения отделенного наконечника 5 с образцом забранного химо- биоматериала.
Контейнер 3 снабжен герметично закрывающейся крышкой и имеет форму конуса, который узким концом соединен с утолщенной нижней частью держателя 2 следующим образом:
– либо шарнирно в виде шаровидного шарнира 4 с возможностью отделения от него после процедуры сбора химо- биоматериала,
1
– либо быстро разрываемым соединением в виде перфорированной перемычки 4с возможностью отламывания после процедуры сбора химо- биоматериала.
Указанные варианты выполнения соединения держателя с контейнером равноценно приводят к достижению заявленного технического результата.
Более подробно варианты соединения держателя с контейнером изображены на Фиг. 1а и 1б.
На Фиг. 1а представлено шарнирное соединение контейнера 3 с держателем 2 путем соединения специальной сферической выемки 8 на торцевой стороне держателя 2 и сферической выпуклости 9 контейнера. При механическом содействии сферическая выпуклость 9 контейнера 3 фиксируется в специальной сферической  выемке 8 на торцевой стороне держателя 2. После забора химо-, биоматериала и помещения отрывного стержня  в контейнер, он (контейнер) герметично закрывается и легко отсоединяется от держателя.
На Фиг. 1б представлено крепление контейнера 3 с держателем 2 перфорированной перемычкой, при этом  контейнер 3 является цельным продолжением торцевой части держателя 2. В месте перехода от торцевой стороны держателя  2 к контейнеру 3 располагается перфорированная перемычка 10 –  между держателем 2 и контейнером 3. После забора химо-, биоматериала и помещения отрывного стержня  в контейнер, он (контейнер) 3 герметично закрывается и легко отрывается от стержня 2 в месте перфорированной перемычки 10.
Заявленное устройство создается методом селективного лазерного спекания из любого полимерного порошкового материала, применяемого в технологии 3D печати, например, на промышленном 3D принтере компании «3D Systems» марки «sPro 60 HD».
Заявленное техническое решение реализуется следующим образом.
Создают трехмерную модель заявленного устройства с помощью известного программного комплекса САПР (Фиг.2).
Размеры заявленного устройства задают, например, следующими:
– длина всего стержня - 190,00 мм;
– длина нижней утолщенной части стержня (держателя) - 78,0 мм;
– диаметр стержня в утолщенной части - 2,0 мм;
– диаметр стержня в верхней части - 1,0 мм;
– длина пружинной части - 12,00 мм;
– диаметр пружинной части - 3,0 мм;
– диаметр наконечника - 1,0 мм
Размеры  контейнера задают, например, следующими:
– диаметр 8,0 - 10,0 мм;
– высота 30,0 - 40,0 мм;
– объем 0,2 - 5,0 мл.
Далее трехмерную модель преобразуют в формат файла, необходимый для печати на 3D принтере, например, компании «3D Systems» марки «sPro 60 HD».
Далее преобразованный файл отправляют на 3D принтер, где происходит подготовка принтера к печати, а именно:
– заполнение камеры печати полимерным порошковым материалом, например, порошком полиамида;
– заполнение камеры печати инертным газом;
– прогрев камеры печати и полимерного порошкового материала.
Далее запускают процесс печати, в результате чего происходит точечное послойное селективное лазерное спекание полимерного порошкового материала в соответствии с заданной в файле программой.
При послойном спекании полимерного порошкового материала между слоями образуются микропоры в результате неоднородного расплава частичек порошка.
В результате использования полимерного порошкового материала получается шероховатая поверхность заявленного устройства (горизонтальный шаг неровностей находится в пределах от 1 до 1000 мкм, а высота - от 0,01 до 10 мкм).
Далее вынимают готовое устройство и очищают от остатков частичек полимерного порошкового материала путем либо обдува сжатым воздухом, либо путем механического стряхивания.
Далее проводят проверку готового устройства на соответствие заданным характеристикам, например, путем визуального осмотра, обмера.
Получают заявленное устройство.
Заявленное устройство может быть изготовлено из полимерного порошкового материала также путем литья. Для этого в пресс-форму, определяющую конструкцию тампона и контейнера, заливают расплавленный полимерный порошковый материал, после остывания конструкция извлекается из пресс-формы. После помещения химо-биоматериала в контейнер он (контейнер) легко отделяется от стержня путем отламывания.
Далее заявителем приведены примеры использования заявленного устройства.
Пример 1. Использование заявленного устройства с объемом контейнера 0,2 мл и шарнирным соединений контейнера и стержня.
При сборе со слизистых оболочек пациента  небольшого количества химических или биологических материалов (не более 0,2 мл) берут заявленное устройство с объемом контейнера 0,2 мл и вводят его в полость со слизистой оболочкой. Ввиду небольшого диаметра наконечника, устройство легко входит и выходит из полостей со слизистыми оболочками.
Кроме этого, при наличии необходимости, возможно дополнительное извлечение химо-, биоматериала из микропор с помощью известных физических и химических методов, например, растворением, адсорбцией и др.
После вывода устройства из полости контейнер легко отделяют от стержня путем извлечения сферической выпуклости из сферической выемки шарнирного соединения.
Затем легко отделяют наконечник от тонкой части стержня путем отламывания наконечника в месте перфорированной перемычки.
Затем быстро помещают наконечник с химо-, биоматериалами в  контейнер, закрывают герметично защелкивающейся крышкой.  Собранный таким образом химо-, биоматериал готов к безопасному хранению, транспортировке и последующему проведению анализов.
Пример 2. Использование заявленного устройства с объемом контейнера 1 мл и перфорированной перемычкой между контейнером и стержнем.
При сборе со слизистых оболочек пациента  химических или биологических материалов в количестве до 1 мл берут заявленное устройство с объемом контейнера 1 мл и вводят его в полость со слизистой оболочкой. Ввиду небольшого диаметра наконечника, устройство легко входит и выходит из полостей со слизистыми оболочками.
Кроме этого, при наличии необходимости, возможно дополнительное извлечение химо-, биоматериала из микропор с помощью известных физических и химических методов, например, растворением, адсорбцией и др.
После вывода устройства из полости контейнер легко отделяют от стержня путем отламывания в месте перфорированной перемычки.
Затем легко отделяют наконечник от тонкой части стержня путем отламывания наконечника в месте перфорированной перемычки.
Затем быстро помещают наконечник с химо-, биоматериалами в  контейнер, закрывают герметично защелкивающейся крышкой.  Собранный таким образом химо-, биоматериал готов к безопасному хранению, транспортировке и последующему проведению анализов.
Пример 3. Использование заявленного устройства с объемом контейнера 3 мл и шарнирным соединений контейнера и стержня.
При сборе со слизистых оболочек пациента  химических или биологических материалов в количестве до 3 мл берут заявленное устройство с объемом контейнера 3 мл и вводят его в полость со слизистой оболочкой. Ввиду небольшого диаметра наконечника, устройство легко входит и выходит из полостей со слизистыми оболочками.
Кроме этого, при наличии необходимости, возможно дополнительное извлечение химо-, биоматериала из микропор с помощью известных физических и химических методов, например, растворением, адсорбцией и др.
После вывода устройства из полости контейнер легко отделяют от стержня путем извлечения сферической выпуклости из сферической выемки шарнирного соединения.
Затем легко отделяют наконечник от тонкой части стержня путем отламывания наконечника в месте перфорированной перемычки.
Затем быстро помещают наконечник с химо-, биоматериалами в  контейнер, закрывают герметично защелкивающейся крышкой.  Собранный таким образом химо-, биоматериал готов к безопасному хранению, транспортировке и последующему проведению анализов.
Пример 4. Использование заявленного устройства с объемом контейнера 5 мл и перфорированной перемычкой между контейнером и стержнем.
При сборе со слизистых оболочек пациента  химических или биологических материалов в количестве до 5 мл берут заявленное устройство с объемом контейнера 5 мл и вводят его в полость со слизистой оболочкой. Ввиду небольшого диаметра наконечника, устройство легко входит и выходит из полостей со слизистыми оболочками.
Кроме этого, при наличии необходимости, возможно дополнительное извлечение химо-, биоматериала из микропор с помощью известных физических и химических методов, например, растворением, адсорбцией и др.
После вывода устройства из полости контейнер легко отделяют от стержня путем отламывания в месте перфорированной перемычки.
Затем легко отделяют наконечник от тонкой части стержня путем отламывания наконечника в месте перфорированной перемычки.
Затем быстро помещают наконечник с химо-, биоматериалами в  контейнер, закрывают герметично защелкивающейся крышкой.  Собранный таким образом химо-, биоматериал готов к безопасному хранению, транспортировке и последующему проведению анализов.
достигнуты поставленные цели и заявленный технический результат
Таким образом, из вышеизложенного можно сделать вывод, что заявителем , а именно – разработано устройство, устраняющее недостатки прототипа:
– обеспечена возможность хранения химо-, биоматериалов вследствие возможности быстро и безопасно отделить наконечник после сбора химо-, биоматериалов от стержня за счет перфорированной перемычки между наконечником и стержнем;
– обеспечена возможность транспортировки химо-, биоматериалов вследствие наличия контейнера для транспортировки с герметично закрывающейся крышкой и возможностью быстро и безопасно отделить контейнер после сбора химо-, биоматериалов от стержня за счет шарнирного соединения или перфорированной перемычки между контейнером и стержнем;
– обеспечен повышенный объем сбора (нанесения) химо-, биоматериалов за счет  возможности использования контейнеров различных объемов в зависимости от количества забираемого химо-, биоматериала.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного заявителем уровня техники не выявлена совокупность признаков, приведенная в независимом пункте формулы изобретения.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного заявителем уровня техники не выявлена совокупность приведенных в независимом пункте формулы изобретения признаков и совокупность полученных технических результатов.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, так как заявленное техническое решение возможно реализовать в промышленности посредством применения известных из уровня техники материалов, оборудование и технологий.