RU2737998C1

RU2737998C1 - Blood sampling device

Info

Publication number: RU2737998C1
Application number: RU2020120304A
Authority: RU
Inventors: Никита Сергеевич Комов
Original assignee: Никита Сергеевич Комов
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2020-12-07

Abstract

FIELD: laboratory glassware.

SUBSTANCE: invention relates to laboratory glassware, namely to disposable devices for sampling and short-term storage of patient's blood samples, and can be used in chemical, physical, biological and clinical-diagnostic laboratories for collection, storage and transportation of samples. Blood sampling device comprising a body, an actuator, a vacuum system, a blood sampling and storage system, wherein the article body is made of an opaque plastic of cylindrical shape with a protruding mounting plane of the test tube connection; on the upper surface of the body there is an actuating button of the article, on the lower surface there is a layer of silicone adhesive for fixing the article on the skin and providing tightness of the inlet; an inlet opening and a storage container are connected by means of guide channels, the inner surface of which is coated with a special gel to reduce blood viscosity; in addition, product actuator associated with button, represents a system of two springs designed so that when the mechanism is actuated, the stock with needles extends beyond the body of the article at a distance providing minimum required piercing of the patient's skin. Vacuum system is formed by cavity between base and piston. Guide channel is a groove in the base of the body, the lower part of which is the base of the plate.

EFFECT: technical result consists in improvement of blood sampling efficiency in patient.

3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к лабораторной посуде, а именно к одноразовым устройствам для забора и кратковременного хранения образцов крови пациента, и может быть использовано в химических, физических, биологических и клинико-диагностических лабораториях для сбора, хранения и транспортирования пробы.The invention relates to laboratory glassware, namely to disposable devices for the collection and short-term storage of blood samples from a patient, and can be used in chemical, physical, biological and clinical diagnostic laboratories for collecting, storing and transporting samples.

Известна двухсекционная пробирка с пробозаборником и крышкой для укупоривания пробирки (Патент на полезную модель 137735, опубликовано: 27.02.2014, бюл. №6), с расположенным по внешней стороне буртиком и выступающими над ним треугольниками с закругленными промежутками между ними, с градуировкой, матовым полем для маркировки, с крышкой для ее укупоривания монолитной конструкции с колпачком, на котором по внешней стороне находятся выступы для взятия руками и по внутренней стороне симметрично расположенны треугольные выступы, с полым обтюратором с утонченной плоской поверхностью для прокалывания иглой, и с пробозаборником, который состоит из крышки-держателя монолитной конструкции с внешним колпачком для взятия руками и пробозаборной трубки, отличающаяся тем, что внутри пробирки расположена двояковогнутая перемычка, образующая моноблок из двух обособленных секций с высотой h₁ и h₂, крышка для укупоривания имеет по внешней стороне обтюратора четыре буртика, три из которых крепежные и расположены равномерно, а четвертый буртик на половину собственной высоты выступает за нижний край обтюратора для предотвращения растекания пробы через верхний край пробирки в полость, которая расположенна между обтюратором и колпачком для взятия руками, а у пробозаборника в центре верхней части крышки - держателя расположен канал - неотделимо встроенная в крышку пробирки трубка с отверстием многоугольного сечения, где диаметр вписанной окружности равен диаметру пробозаборной трубки, с дополнительной выемкой в одном из углов для уравновешивания потока воздуха, вытесняемого из пробирки поступающей через пробозаборную трубку жидкостью, и обтюратор с тремя крепежными буртиками, расположенными равномерно по внешней стороне.Known two-section test tube with a sampler and a lid for sealing the tube (Patent for utility model 137735, published: 02.27.2014, bul. No. 6), with a shoulder located on the outside and protruding triangles above it with rounded intervals between them, with graduation, matte a field for marking, with a lid for sealing it, a monolithic structure with a cap, on which on the outside there are protrusions for taking by hand and on the inside there are symmetrically located triangular protrusions, with a hollow obturator with a thin flat surface for piercing with a needle, and with a sample probe, which consists of from a lid-holder of a monolithic structure with an external cap for taking by hand and a sampling tube, characterized in that a biconcave bridge is located inside the test tube, forming a monoblock of two isolated sections with a height of h ₁ and h ₂ , the closure cap has four beads on the outside of the obturator , three of which are fasteners and pa spaced evenly, and the fourth collar protrudes by half its own height beyond the lower edge of the obturator to prevent the sample from spreading through the upper edge of the test tube into the cavity that is located between the obturator and the cap for hand-picking, and a channel is located at the sample probe in the center of the upper part of the lid - holder - it is inseparable a tube built into the cap of the test tube with a polygonal opening, where the diameter of the inscribed circle is equal to the diameter of the sampling tube, with an additional recess in one of the corners to balance the air flow displaced from the test tube by the liquid entering through the sampling tube, and an obturator with three fastening collars spaced evenly along outside.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для забора жидкости (Патент US 8821412, 2/09/2014), включающее в себя активатор потока, выполненный с возможностью выведения жидкости от субъекта. Исполнительный механизм развертывания может приводить в действие активатор потока в направлении развертывания, что, в свою очередь, может вызывать выброс жидкости от субъекта. Активатор потока также может перемещаться в направлении отвода с помощью привода отвода. Устройство может включать в себя источник вакуума, который может помочь облегчить поток жидкости в отверстие устройства и/или может помочь облегчить поток жидкости из отверстия в камеру хранения. Исполнительный механизм устройства может обеспечивать возможность жидкостной связи между отверстием и источником вакуума, и активатор потока может быть приведен в действие после включения жидкостной связи.Closest to the claimed technical solution is a device for intake of liquid (Patent US 8821412, 2/09/2014), which includes a flow activator, made with the ability to remove fluid from the subject. The deployment actuator can operate the flow activator in the deployment direction, which in turn can cause fluid to be ejected from the subject. The flow activator can also be moved in the direction of the branch by means of the branch actuator. The device may include a vacuum source that can help facilitate the flow of liquid into the opening of the device and / or can help facilitate the flow of liquid from the opening into the storage chamber. The device actuator can provide fluid communication between the hole and the vacuum source, and the flow activator can be activated after the fluid communication is activated.

Технический результат заключается в повышении эффективности забора крови у пациента.The technical result consists in increasing the efficiency of blood sampling from a patient.

Заявленный технический результат достигается за счет наличия на поверхности основания корпуса слоя силиконового клея, а также в наличии исполнительного механизма - особой системы пружин для приведения в действие системы игл.The claimed technical result is achieved due to the presence on the surface of the base of the body of a layer of silicone glue, as well as the presence of an actuator - a special system of springs for actuating the system of needles.

Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - внешний вид устройства с установленной пробиркой, фиг. 2 - внешний вид устройства с установленной пробиркой, вид снизу; фиг. 3 - исполнительный механизм; фиг. 4 - сечение устройства до срабатывания; фиг. 5 - сечение устройства после срабатывания, фиг. 6 - принцип срабатывания активатора; фиг. 7 - прямая пружина; фиг. 8 - вид нижней части корпуса с носиком.The invention is illustrated by drawings: FIG. 1 - external view of the device with the installed test tube, FIG. 2 - external view of the device with the installed test tube, bottom view; fig. 3 - actuator; fig. 4 - section of the device before triggering; fig. 5 is a cross-section of the device after triggering, FIG. 6 - the principle of activation of the activator; fig. 7 - straight spring; fig. 8 is a view of the lower part of the body with a spout.

Устройство для забора крови содержит корпус, исполнительный механизм, вакуумную систему, систему забора и хранения крови.The device for blood collection contains a housing, an actuator, a vacuum system, a blood collection and storage system.

Корпус изделия выполнен из непрозрачного пластика (фиг. 1, 2, 8). Форма корпуса цилиндрическая, с выступающей посадочной плоскостью присоединения пробирки. Ожидаемые габариты изделия (без установленной пробирки) 65,5х32х43 мм. Масса КИ с присоединенной пробиркой - около 25 грамм. В верхней части имеется кнопка срабатывания изделия, закрытая пыльником. На нижнюю часть нанесен силиконовый клей для фиксации изделия на коже и обеспечения герметичности входного отверстия. Нижняя часть изделия может быть закрыта транспортировочной крышкой, которая демонтируется перед началом работы с изделием и устанавливается после снятия изделия с кожи пациента. Перед началом эксплуатации вместо пробирки установлен транспортировочный колпачок, который необходимо демонтировать и заменить на пробирку перед установкой КИ на кожу пациента. Корпус изделия обеспечивает герметичность системы, защиту от загрязнения и повреждений механизма.The body of the product is made of opaque plastic (Fig. 1, 2, 8). The shape of the body is cylindrical, with a protruding landing plane for connecting the test tube. The expected dimensions of the product (without installed test tube) 65.5x32x43 mm. The mass of the CI with the attached test tube is about 25 grams. In the upper part there is a button for operating the product, covered with a boot. Silicone glue is applied to the lower part to fix the product to the skin and ensure the tightness of the inlet. The lower part of the product can be closed with a transport cover, which is dismantled before starting work with the product and installed after removing the product from the patient's skin. Before starting operation, instead of a test tube, a transport cap is installed, which must be dismantled and replaced with a test tube before inserting the CI on the patient's skin. The body of the product ensures the tightness of the system, protection from contamination and damage to the mechanism.

Прокалывание кожи иглами и последующий забор крови происходит через входное отверстие в нижней части корпуса (фиг. 3, 4, 5). Благодаря работе вакуумной системы выделившаяся из прокола кровь попадает в изделие и по направляющим каналам перетекает в резервуар для хранения (пробирку). Направляющие каналы покрыты специальным гелем для снижения вязкости крови и облегчения ее транспортирования в резервуар хранения посредством напыления антикоагулянта (например, "Трилон"), который не дает крови свернуться по пути в пробирку. Для функционирования изделия необходимо обеспечить плотный контакт отверстия с кожей пациента. Для этого на поверхности основания (фиг. 8) нанесен слой силиконового клея.Puncture of the skin with needles and subsequent collection of blood occurs through the inlet in the lower part of the body (Fig. 3, 4, 5). Thanks to the operation of the vacuum system, the blood released from the puncture enters the product and flows through the guide channels into the storage tank (test tube). The guide channels are coated with a special gel to reduce the viscosity of the blood and facilitate its transportation to the storage tank by spraying an anticoagulant (for example, "Trilon"), which prevents blood from clotting on its way into the tube. For the device to function, it is necessary to ensure that the opening is in close contact with the patient's skin. For this, a layer of silicone glue is applied to the surface of the base (Fig. 8).

Элементы корпуса изготовлены из полиэстера (типа PCTA или PETG) или из любого другого пластика с низкой проницаемостью газа.The body elements are made of polyester (PCTA or PETG type) or any other plastic with low gas permeability.

Пыльник копки изготавливается из резины, силикона или любого другого эластичного материала, обеспечивающего герметичность и сохраняющего свои эластичные свойства в течение всего срока хранения изделия. Из аналогичного материала выполнены уплотнения в других частях изделия.The digging boot is made of rubber, silicone or any other elastic material that ensures tightness and retains its elastic properties during the entire shelf life of the product. The seals in other parts of the product are made of a similar material.

Исполнительный механизм (фиг. 3) изделия представляет собой систему из двух пружин, обоймы, активатора, кнопки пуска, игл, штока. Механизм расположен внутри корпуса и приводится в действие пользователем путем нажатия на кнопку, часть которой выведена наружу корпуса и закрыта пыльником. Конфигурация пружины (фиг. 3, 7) выполнена таким образом, что при срабатывании механизма шток с иглами выходит за пределы корпуса изделия на расстояние около 1 мм, обеспечивая прокалывание кожного покрова пациента, при этом не нанося ему лишних повреждений.The actuator (Fig. 3) of the product is a system of two springs, a holder, an activator, a start button, needles, a rod. The mechanism is located inside the case and is activated by the user by pressing a button, part of which is brought out of the case and covered with a boot. The configuration of the spring (Fig. 3, 7) is made in such a way that when the mechanism is triggered, the rod with the needles extends beyond the product body by a distance of about 1 mm, providing piercing of the patient's skin, without causing unnecessary damage.

Иглы (фиг. 7) выполнены из нержавеющей стали, подходящей для изготовления медицинского инструмента, например, 12Х15Н9ГД, 08Х18Н10, 20Х13, 12Х18Н10Т и др. Специфика игл заключается в том, что они имеют размер длинна-1 мм, ширина-0,06 мм, толщина-0,03 мм, что делает укол практически безболезненным.The needles (Fig. 7) are made of stainless steel, suitable for the manufacture of medical instruments, for example, 12X15N9GD, 08X18H10, 20X13, 12X18H10T, etc. The specificity of the needles is that they have a length of 1 mm, a width of 0.06 mm , thickness is 0.03 mm, which makes the injection practically painless.

Вакуумная система предназначена для увеличения скорости прохождения выделившейся в процессе прокола кожного покрова крови от входного отверстия изделия до резервуара для хранения.The vacuum system is designed to increase the speed of passage of the blood released during the puncture of the skin from the inlet of the product to the storage tank.

Источником вакуума служит полость, образованная между основанием, и поршнем (фиг. 4, 5). Принцип работы вакуумной системы заключается, как было сказано выше, в перемещении поршня обоймой в верхнюю мертвую точку. После этого полость пробирки соединяется с полостью пониженного давления. Воздух из пробирки и из полости Б будет перемещаться в полость пониженного давления, забирая выделившуюся кровь в районе отверстия. Мембрана (фиг. 4, 5, 7) будет препятствовать попаданию воздуха из корпуса КИ в полость пониженного давления.The vacuum source is the cavity formed between the base and the piston (Figs. 4, 5). The principle of operation of the vacuum system is, as mentioned above, in the movement of the piston with the cage to the top dead center. After that, the cavity of the test tube is connected to the cavity of the reduced pressure. Air from the test tube and from cavity B will move into the reduced pressure cavity, taking away the released blood in the area of the hole. The membrane (Fig. 4, 5, 7) will prevent air from entering the KI body into the reduced pressure cavity.

Канал представляет из себя проточку в основании корпуса (фиг. 8), нижней частью которого является основание пластины. Размер канала будет уточняться в ходе разработки РКД на корпус.The channel is a groove in the base of the body (Fig. 8), the bottom of which is the base of the plate. The size of the channel will be specified during the development of the design documentation for the hull.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Прокалывание кожи происходит иглами специальной формы в автоматическом режиме при помощи системы пружин. Конструкция устроена таким образом, чтобы минимизировать время контакта игл с кожей и тем самым снизить болевые ощущения. Срабатывание механизма происходит в 2 стадии: 1 стадия - прокол; 2 стадия - отвод игл из зоны прокола.The skin is pierced with needles of a special shape in an automatic mode using a system of springs. The design is designed in such a way as to minimize the contact time of the needles with the skin and thereby reduce pain. The mechanism is triggered in 2 stages: Stage 1 - puncture; Stage 2 - withdrawal of needles from the puncture zone.

В начальный момент времени обратная пружина поз.6 находится в поджатом состоянии, прямая пружина выгнута вверх. Кнопка опирается на активатор и находится в верхней точке. Активатор в свою очередь опирается на выгнутую поверхность прямой пружины. Шток закреплен в центральном отверстии прямой пружины путем приклеивания выступающей части к поверхности пружины. Иглы установлены на нижней части штока. Прямая пружина закреплена в обойме путем фиксации лапок в специальных пазах. Таким образом, пружина, обойма, шток, иглы являются жестко закрепленной между собой конструкцией и под воздействием обратной пружины перемещаются как единое целое.At the initial moment of time, the return spring, pos. 6, is in a compressed state, the straight spring is bent upward. The button rests on the activator and is located at the top point. The activator, in turn, rests on the curved surface of the straight spring. The stem is fixed in the center hole of the straight spring by gluing the protruding part to the surface of the spring. The needles are mounted on the bottom of the stem. The straight spring is fixed in the cage by fixing the legs in special grooves. Thus, the spring, the cage, the stem, the needles are rigidly fixed to each other and move as a whole under the influence of the return spring.

После нажатия на кнопку происходит перемещение ее направлении воздействия силы. Толкатель задает направление движение активатору, который в свою очередь, передает усилие на обойму. Под действием вышеуказанной силы обойма движется в направлении воздействия силы до того момента, пока не сядет на упор. Дальнейшее движение в направлении действия силы совершает активатор, продавливая прямую пружину. Нагружение пружины усиливается по мере продавливания толкателя вниз и станет максимальным в момент придания ей плоской формы. После прохождения точки равновесия пружина выгнется в обратную сторону, передавая движение штоку с иглами.After pressing the button, it moves in the direction of the force. The pusher sets the direction of movement to the activator, which in turn transfers the force to the clip. Under the action of the above force, the clip moves in the direction of the force action until the moment it sits on the stop. Further movement in the direction of the action of the force is made by the activator, pushing the straight spring. The spring loading increases as the pusher is pushed downward and becomes maximum at the moment of giving it a flat shape. After passing the equilibrium point, the spring will bend in the opposite direction, transferring movement to the rod with the needles.

Принцип действия механизма показан на фиг. 6. Активатор, помимо совершения поступательного движения в направлении действия силы, совершает движение по траектории, заданной втулкой. К тому моменту, когда активатор дойдет до нижней точки прорези втулки, прямая пружина сработает, активатор повернется вокруг своей оси на угол, достаточный для выхода из зацепления с пазом кнопки. Сразу после этого сработает обратная пружина и переместит весь механизм в верхнее положение.The operating principle of the mechanism is shown in FIG. 6. The activator, in addition to performing translational motion in the direction of the force action, moves along the trajectory specified by the sleeve. By the time the activator reaches the bottom point of the sleeve slot, the straight spring will work, the activator will rotate around its axis by an angle sufficient to disengage from the button slot. Immediately after that, the return spring will operate and move the entire mechanism to the upper position.

После начала движения в верхнее положение обойма своей верхней плоскостью вступит в контакт с поршнем, тем самым увлекая его за собой в направлении действия силы упругости обратной пружины. Таким образом активируется вакуумная система КИ.After the start of movement to the upper position, the cage, with its upper plane, will come into contact with the piston, thereby dragging it along in the direction of the elastic force of the return spring. This activates the CI vacuum system.

За счет проворачивания активатора вокруг своей оси и выхода из зацепления с кнопкой обеспечивается защита от повторного срабатывания изделия.By turning the activator around its axis and disengaging with the button, the product is protected from repeated operation.

Пружины выполнены из нержавеющей стали, но также могут быть выполнены из углеродной стали, пружинной стали, пружинной латуни, бронзы, меди, титана и титановых сплавов, никелевых сплавов, полимеров (например, поливинилхлорид, полипропилен, поликарбонад и т.д.), композитных материалов и т.д.The springs are made of stainless steel, but can also be made of carbon steel, spring steel, spring brass, bronze, copper, titanium and titanium alloys, nickel alloys, polymers (e.g., PVC, polypropylene, polycarbonate, etc.), composite materials, etc.

Забор выделившейся крови происходит при помощи вакуумной системы, встроенной в корпус изделия и срабатывающей автоматически после завершения цикла прокалывания кожи.The evacuated blood is taken by means of a vacuum system built into the body of the product and triggered automatically after the completion of the skin piercing cycle.

Кровь собирается в присоединяемый резервуар и хранится в нем при транспортировке изделия. В дальнейшем, в лабораторных условиях, пробирка с образцом отсоединяется и устанавливается в специальное оборудование для дальнейшего анализа. Объем собираемой в резервуаре изделия крови - 200±50 мкл.Blood is collected in an attached reservoir and stored in it during product transportation. Later, under laboratory conditions, the sample tube is disconnected and installed in special equipment for further analysis. The volume of blood collected in the reservoir is 200 ± 50 μL.

Claims

1. A device for blood collection, comprising a body, an actuator, a vacuum system, a blood collection and storage system, characterized in that the body of the product is made of an opaque plastic of a cylindrical shape with a protruding landing plane for connecting a test tube; on the upper surface of the body there is a button for operating the product, on the lower surface a layer of silicone glue is applied to fix the product on the skin and to ensure the tightness of the inlet; the inlet and the storage tank are connected by means of guide channels, the inner surface of which is coated with a gel to reduce blood viscosity; in addition, the actuator of the article associated with the button is a system of two springs designed in such a way that when the mechanism is triggered, the rod with needles extends beyond the body of the article to a distance that provides the necessary piercing of the patient's skin.

2. Device for collecting blood according to claim 1, characterized in that the vacuum system is formed by a cavity between the base and the piston.

3. The device for collecting blood according to claim 1, characterized in that the guide channel is a groove in the base of the body, the lower part of which is the base of the plate.