RU2850607C1 - Device for ultrasonic sealing of medical pipes - Google Patents
Device for ultrasonic sealing of medical pipesInfo
- Publication number
- RU2850607C1 RU2850607C1 RU2025115284A RU2025115284A RU2850607C1 RU 2850607 C1 RU2850607 C1 RU 2850607C1 RU 2025115284 A RU2025115284 A RU 2025115284A RU 2025115284 A RU2025115284 A RU 2025115284A RU 2850607 C1 RU2850607 C1 RU 2850607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- line
- support bar
- ultrasonic
- sealing
- support plate
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицинской техники, связанной с переработкой донорской крови, а именно, к устройствам ультразвуковой герметизации медицинских магистралей пластиковых гемоконтейнеров, используемых для сбора, хранения и переработки крови и ее компонентов, и может быть использовано для создания современной материально-технической базы станций и отделений переливания крови.The invention relates to the field of medical technology related to the processing of donor blood, namely, to devices for ultrasonic sealing of medical lines of plastic blood containers used for collecting, storing and processing blood and its components, and can be used to create a modern material and technical base for blood transfusion stations and departments.
Одна из основных проблем материально-технического обеспечения технологии сбора, переработки и хранения препаратов крови - это проблема надежной герметизации пластиковых контейнеров в процессе переработки крови и ее компонентов, с последующим отделением неиспользуемой системы подводящих полимерных магистралей и использованных полимерных контейнеров.One of the main problems in the logistical support of the technology for collecting, processing and storing blood products is the problem of reliably sealing plastic containers during the processing of blood and its components, with the subsequent separation of the unused system of supply polymer lines and used polymer containers.
Для решения проблемы используются устройства герметизации пластиковых гемоконтейнеров, основанные на механическом пережатии и термическом запаивании и механическом отделении подводящих полимерных магистралей в непосредственной близости (на расстоянии не более 10 мм) от их ввода в контейнер. Используемые на практике технологии переработки крови требуют многократной и длительной герметизации гемоконтейнеров и, последующего, отделения неиспользуемых магистралей и контейнеров (части или всех) непосредственно в технологическом цикле в специальных установках, т.е. без их перемещения к месту размещения стационарных устройств герметизации.To solve this problem, plastic blood container sealing devices are used. These devices utilize mechanical clamping, heat sealing, and mechanical separation of the polymer supply lines in close proximity (no more than 10 mm) to their entry into the container. Practical blood processing technologies require repeated and lengthy sealing of blood containers and subsequent separation of unused lines and containers (some or all) directly during the process cycle in dedicated units, i.e., without transporting them to the location of permanent sealing devices.
В связи с этим, возникла необходимость в использования устройств многократной и длительной герметизации пластиковых контейнеров в составе специальных установок в процессе переработки крови и ее компонентов, с последующим отделением неиспользуемой системы подводящих полимерных магистралей и использованных полимерных контейнеров, т.е. в создании и применении устройств, способных обеспечивать герметизацию в процессе технологического цикла забора и переработки крови.In this regard, there arose a need to use devices for repeated and long-term sealing of plastic containers as part of special installations during the processing of blood and its components, with subsequent separation of the unused system of supply polymer lines and used polymer containers, i.e., in the creation and use of devices capable of ensuring sealing during the technological cycle of blood collection and processing.
Подобные установки разработаны и широко используются в трансфузиологии. В качестве примера специальной установки, производимой в Российской Федерации (ООО ПРОФИТ ФАРМ) может быть представлен Автоматический экстрактор компонентов крови модель ММ8 0501, РДГС.02.177.00.00.00.00.00, по ТУ 32.50.50-011-18833344-2021 [1], выполненный по патенту РФ № 2 791387 [2], предназначенный для автоматизированного получения различных компонентов крови в системе полимерных контейнеров после первичного и вторичного центрифугирования для их дальнейшего хранения.Similar units have been developed and are widely used in transfusiology. An example of a specialized unit manufactured in the Russian Federation (OOO PROFIT PHARM) is the Automatic Blood Component Extractor model MM8 0501, RDGS.02.177.00.00.00.00.00, according to TU 32.50.50-011-18833344-2021 [1], manufactured under Russian Patent No. 2 791387 [2], designed for the automated extraction of various blood components in a polymer container system after primary and secondary centrifugation for their subsequent storage.
Конструктивно автоматический экстрактор состоит из базового блока, на котором установлены:Structurally, the automatic extractor consists of a base unit on which the following are installed:
- сенсорный дисплей, обеспечивающий управление процессами и отображение текущего состояния:- touch screen that provides process control and displays the current status:
- нажимное устройство (пресс), создающее давления на контейнеры с компонентами центрифугированной крови;- a pressing device (press) that creates pressure on containers with centrifuged blood components;
- оптические пары (диод-оптический датчик), позволяющие измерять оптическую плотность протекающего по трубкам раствора;- optical pairs (diode-optical sensor) that allow measuring the optical density of the solution flowing through the tubes;
- устройства ультразвуковой герметизации медицинских магистралей пластиковых гемоконтейнеров, обеспечивающие перекрытие потока жидкости в магистралях и последующее отделение магистралей от контейнеров;- devices for ultrasonic sealing of medical lines of plastic blood containers, ensuring the shut-off of the flow of liquid in the lines and the subsequent separation of the lines from the containers;
Автоматический экстрактор обеспечивает работу с одноразовыми гемоконтейнерами сбора и хранения компонентов крови. Экстрактор разделяет компоненты крови друг от друга. Под оптическим контролем в отдельные контейнеры собираются компоненты крови. В первичном гемоконтейнере остается эритроцитарная масса с консервирующем раствором.The automated extractor handles disposable blood containers for collecting and storing blood components. The extractor separates the blood components. Under optical control, the blood components are collected into separate containers. The primary blood container retains the red blood cell mass with the preservative solution.
Автоматический экстрактор работает следующим образом. Перед процедурой экстракции, проводится центрифугирование основного контейнера с кровью. Основной контейнер с тремя составляющими крови (плазма, лейкоциты с тромбоцитами, эритроциты) устанавливается на спицы для основного контейнера. Контейнер с консервирующем раствором устанавливается на спицы для растворов. Общая магистраль устанавливается в датчик для обнаружения эритроцитов и устройство герметизации общей магистрали, датчик для обнаружения коагулянта. Магистраль плазмы устанавливается в датчик плазменной магистрали и другое устройство герметизации плазменной магистрали. Лейкоцитарная магистраль устанавливается в датчик лейкоцитарной магистрали и устройство герметизации лейкоцитарной магистрали на верхней панели устройства. Магистраль консервирующего раствора устанавливается в устройство герметизации медицинской магистрали консервирующего раствора.The automatic extractor operates as follows. Before the extraction procedure, the main container containing blood is centrifuged. The main container, containing the three components of blood (plasma, leukocytes with platelets, and erythrocytes), is placed on the main container pins. The container with the preservative solution is placed on the solution pins. The common line is installed in a red blood cell detection sensor and a common line sealing device, as well as a coagulant detection sensor. The plasma line is installed in a plasma line sensor and another plasma line sealing device. The leukocyte line is installed in a leukocyte line sensor and a leukocyte line sealing device on the top panel of the device. The preservative solution line is installed in a preservative solution line sealing device.
Процесс экстракции происходит за счет давления пресса на основной контейнер. Пресс останавливается, при отделении плазмы и лейкоцитов в отдельные контейнеры. После отделения компонентов крови, начинается процедура добавления консервирующего раствора в основной контейнер, за счет давления пресса на контейнер с консервирующем раствором.The extraction process occurs through the application of pressure from the press on the main container. The press stops when the plasma and leukocytes are separated into separate containers. After the blood components are separated, the process of adding the preservative solution to the main container begins, using the press to apply pressure to the container containing the preservative solution.
Таким образом, распределение фракций крови происходит за счет действия пресса и поочередной работы устройств герметизации медицинских магистралей пластиковых гемоконтейнеров. После завершения процедуры осуществляется формирование гереметизирующего шва на расстоянии 10 см от контейнера на всех магистралях и отделение магистралей и контейнеров с препаратами крови (контейнеров готового продукта).Thus, the distribution of blood fractions occurs through the action of the press and the alternating operation of the sealing devices on the medical lines of the plastic blood containers. After the procedure is complete, a sealing seam is formed 10 cm from the container on all lines, and the lines and containers containing blood products (finished product containers) are separated.
Для герметизации медицинских магистралей пластиковых гемоконтейнеров в процессе переработки (разделения) крови, и последующего формирования гереметизирующего шва на расстоянии 10 см от контейнера и для отделения магистралей и контейнеров с препаратами крови (контейнеров готового продукта) используются устройства ультразвуковой герметизации медицинских магистралей пластиковых гемоконтейнеров [3, 4], наиболее известным из которых является устройство по патенту № 2776 569, принятое за прототип.To seal the medical lines of plastic blood containers during the blood processing (separation), and to subsequently form a sealing seam at a distance of 10 cm from the container and to separate the lines and containers with blood products (containers of the finished product), ultrasonic sealing devices for medical lines of plastic blood containers are used [3, 4], the most famous of which is the device according to patent No. 2776 569, adopted as a prototype.
Устройство ультразвуковой герметизации медицинских магистралей, включает в себя, размещенные в корпусе источник ультразвукового воздействия на полимерную магистраль гемоконтейнера с плоским рабочим окончанием прямоугольной формы, сварочную опорную планку и механизм сжатия полимерной магистрали между рабочим окончанием источника ультразвукового воздействия и опорной планкой.A device for ultrasonic sealing of medical lines includes a source of ultrasonic action on a polymer line of a blood container with a flat working end of a rectangular shape, placed in a housing, a welding support bar and a mechanism for compressing the polymer line between the working end of the ultrasonic source and the support bar.
В известном устройстве ультразвуковой герметизации медицинских магистралей источник ультразвукового воздействия выполнен в виде полуволновой пьезоэлектрической системы с рабочим окончанием, имеющим излучающую поверхность прямоугольной формы, размещен в цилиндрическом корпусе с возможностью его перемещения внутри основного корпуса. Для обеспечения перемещения корпус с источником ультразвукового воздействия механически соединен с электро-механическим устройством (электромагнит), обеспечивающим приведение источника ультразвукового воздействия в движение по направлению к опорной планке, опорная планка механически соединена с основным корпусом, имеет прижимную поверхность прямоугольной формы, размером, превышающим размер излучающей поверхности колебательной системы, на прижимной поверхности выполнен выступ для улучшения качества герметизиции магистралей в процессе переработки крови и последующей ультразвуковой сварки с разделением магистралей и контейнеров.In a known device for ultrasonic sealing of medical lines, the ultrasonic source is a half-wave piezoelectric system with a working end having a rectangular emitting surface. It is housed in a cylindrical housing and is movable within the main body. To ensure movement, the housing containing the ultrasonic source is mechanically connected to an electromechanical device (electromagnet), which drives the ultrasonic source toward a support bar. The support bar is mechanically connected to the main body and has a rectangular clamping surface larger than the emitting surface of the oscillating system. A projection is provided on the clamping surface to improve the sealing quality of the lines during blood processing and subsequent ultrasonic welding, separating the lines and containers.
Для питания магнитов используемся специальный источник питания, а для питания ультразвуковой колебательной системы используется ультразвуковой генератор электрических колебаний, преобразующий электрическую энергию в энергию механических колебаний ультразвуковой частоты (44 кГц). В процессе переработки крови пережатие магистралей обеспечивается за счет электро-механического устройства. Включение ультразвукового генератора осуществляется после окончания переработки крови без остановки процесса сжатия полимерной магистрали между рабочим окончанием и опорной планкой (сварочной опорой). Далее, генератор автоматически определяет момент окончания формирования сварного шва, прекращая ультразвуковое воздействие и после окончании времени остывания сформированного шва осуществляет отвод источника ультразвукового воздействия в исходное состояние.A dedicated power source is used to power the magnets, and an ultrasonic generator of electrical oscillations is used to power the ultrasonic oscillator system. This generator converts electrical energy into mechanical vibration energy at an ultrasonic frequency (44 kHz). During blood processing, the blood lines are compressed using an electromechanical device. The ultrasonic generator is activated after blood processing is complete, without interrupting the compression of the polymer line between the working end and the support bar (welding support). The generator then automatically detects the completion of the weld formation, ceasing the ultrasonic action, and after the weld has cooled, it returns the ultrasonic source to its original position.
Устройство ультразвуковой герметизации медицинских магистралей работает следующим образом.The ultrasonic sealing device for medical lines operates as follows.
При герметизации магистраль гемоконтейнера размещается между прижимной поверхностью сварочной опорной планки, на которой находится выступ, и сварочным окончанием колебательной системы. Выступ обеспечивает снижение усилие сжатия, при котором обеспечивается герметизация магистрали и улучшение качества герметизации в процессе переработки крови. При использовании устройства, принятого за прототип обеспечивается герметизация и реализация ультразвуковой сварки, что позволяет осуществлять качественную герметизацию путем формирования широкого герметизирующего шва, с последующим формированием шва для разделения герметизирующего шва и, соответственно, полимерной магистрали на два герметичных участка.During sealing, the blood container line is placed between the pressure surface of the welding support bar, which contains a protrusion, and the welding end of the oscillating system. The protrusion reduces the compression force, which ensures the line is sealed and improves the sealing quality during blood processing. Using the prototype device, sealing is ensured and ultrasonic welding is implemented, enabling high-quality sealing by forming a wide sealing seam, followed by a seam formation to separate the sealing seam and, consequently, the polymer line into two sealed sections.
Таким образом, принятое за прототип устройство позволяет в течении длительного времени (несколько минут) держать магистраль в пережатом состоянии, обеспечивая герметизацию магистрали необходимого гемоконтейнера и, в течение нескольких секунд (от 1 до 3, в зависимости от материала и диаметра магистрали) сформировать герметизирующий шов шириной до 4 мм в непосредственной близости от ввода трубки в гемоконтейнер (10 мм), при потребляемой электрической мощности менее 50 Вт и исключении высокочастотных помех.Thus, the device adopted as a prototype allows for the line to be kept in a compressed state for a long time (several minutes), ensuring the sealing of the line of the required blood container and, within a few seconds (from 1 to 3, depending on the material and diameter of the line), forming a sealing seam up to 4 mm wide in the immediate vicinity of the tube insertion into the blood container (10 mm), with an electrical power consumption of less than 50 W and the elimination of high-frequency interference.
При этом, отделение неиспользуемой системы магистралей от гемоконтейнеров осуществляется по герметизирующему шву за счет формируемого надреза. Надрез осуществляется специальной пластиной, закрепленной на поверхности прижимной планки. Таким образом, герметически запаянными, после разделения, остаются как гемоконтейнер, так и удаляемые системы.Separation of the unused line system from the blood containers is accomplished by creating a sealing seam through a cut. The cut is made with a special plate secured to the surface of the pressure bar. Thus, after separation, both the blood container and the removed systems remain hermetically sealed.
Вместе с тем прототип имеет следующие недостатки:However, the prototype has the following disadvantages:
1. Размещение магистралей в устройстве осуществляется вручную. Фиксации магистралей между рабочим окончанием и опорной (прижимной) планкой при размещении магистралей не осуществляется. В процессе переработки крови, при осуществлении герметизации, в промежутках отсутствия усилия, обеспечивающего герметизацию, возможны механические перемещения магистралей, т.е. изменения ее положения относительно рабочего окончания и опорной (прижимной) планки.1. The lines are placed in the device manually. The lines are not secured between the working end and the support (pressure) bar during placement. During blood processing, sealing, and periods of absence of the force required to ensure a seal, mechanical movement of the lines is possible, i.e., changes in their position relative to the working end and the support (pressure) bar.
Отсутствие фиксации и возможность перемещения магистралей приводят к возникновению возможности нарушению процесса переработки крови, т.е. к порче конечного продукта из-за отсутствия герметичности определенной магистрали в процессе переработки или порче конечного продукта из-за нарушения качества герметизирующего шва отделенного контейнера. Нарушение герметичности отделенных при ультразвуковой сварке контейнеров или магистралей опасно потерей продукта и его попаданием на оператора и экстрактор.The lack of fixation and the potential for line movement can lead to disruption of the blood processing process, i.e., spoilage of the final product due to a leaky seal on a particular line during processing, or spoilage of the final product due to a poor seal on the separated container. A breach in the seal of containers or lines separated by ultrasonic welding poses a risk of product loss and exposure to the operator and extractor.
2. Сжатие свариваемой трубки между рабочим окончанием и опорной (прижимной) планкой позволяет осуществлять ультразвуковое воздействие и формирование герметизирующего шва только в случае оптимального размещения магистралей относительно рабочего окончания и опорной планки, т.е. при размещении магистралей без каких либо перекосов и смещений относительно излучающей поверхности рабочего окончания. Только в таком случае будет обеспечиваться полное сжатие магистралей до требуемого уровня. В противном случае качество формирования шва при помощи прототипа будет недостаточным для обеспечения необходимого качества конечного продукта.2. Compressing the welded tube between the working end and the support (pressure) bar allows for ultrasonic action and the formation of a seal only if the lines are optimally positioned relative to the working end and the support bar, i.e., if the lines are positioned without any distortion or displacement relative to the radiating surface of the working end. Only then will the lines be fully compressed to the required level. Otherwise, the quality of the weld formed using a prototype will be insufficient to ensure the required quality of the final product.
3. Сжатие осуществляется со стороны магистрали, контактирующей с источником ультразвукового воздействия (при его перемещении относительно неподвижной планки). В таком случае произойдет воздействие при отсутствии (или недостаточности) контакта опорной площадки с трубкой, а при появлении такого контакта через режущий плоский выступ на планке, через неопределенное время, за счет поглощения колебаний произойдет прогорание стенки магистрали. В прототипе не предусмотрено одновременное и равномерное воздействие на обе стороны магистрали, поскольку прижимная планка механически соединена с корпусом, на поверхности планки выполнен выступ в виде специальной пластины, закрепленной на поверхности прижимной планки, что не позволяет осуществлять равномерный пережим магистрали до требуемой величины. При этом, выполнение надреза, осуществляемого специальной пластиной, закрепленной на поверхности прижимной планки, приводит к предварительному механическому неравномерному воздействию (до сварки) на магистраль, что может привести к механическому повреждению магистрали в процессе переработки крови и нарушению герметичности магистрали еще до осуществления ультразвуковой сварки или с началом УЗ воздействия.3. Compression is applied from the side of the line in contact with the ultrasonic source (as it moves relative to the fixed bar). In this case, the compression occurs in the absence (or insufficient) of contact between the support pad and the tube. If such contact occurs through the cutting flat projection on the bar, the wall of the line will burn through after an indefinite period of time due to the absorption of vibrations. The prototype does not provide for simultaneous and uniform compression on both sides of the line, since the pressure bar is mechanically connected to the housing. A projection in the form of a special plate fixed to the surface of the pressure bar is made on the bar's surface, which does not allow for uniform compression of the line to the required value. Furthermore, making a cut with a special plate fixed to the surface of the pressure bar results in a preliminary uneven mechanical impact (before welding) on the line, which may lead to mechanical damage to the line during blood processing and a loss of the line's seal even before ultrasonic welding or with the onset of ultrasonic exposure.
4. Выполнение на поверхности планки выступа в виде специальной пластины с плоской поверхностью, закрепленной на поверхности прижимной планки, обеспечивает в начальный период прижим только плоской контактной поверхностью этой пластины, а затем с формированием прямоугольного углубления что не позволяет осуществлять равномерный пережим магистрали до требуемой величины.4. The creation of a projection on the surface of the bar in the form of a special plate with a flat surface, fixed to the surface of the pressure bar, ensures that in the initial period only the flat contact surface of this plate is pressed, and then with the formation of a rectangular depression, which does not allow for uniform compression of the line to the required value.
Таким образом, устройство ультразвуковой герметизации медицинских магистралей пластиковых гемоконтейнеров, принятое за прототип, не пригодно для эксплуатации в составе автоматических экстракторов компонентов крови (Устройств для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови), поскольку не обеспечивает длительной, надежной герметизации в процессе переработки крови и не обеспечивает фиксации магистрали относительно излучателя, т.е. требуемого качества герметизации при отделении использованных магистралей и контейнеров.Thus, the device for ultrasonic sealing of medical lines of plastic blood containers, adopted as a prototype, is not suitable for use in automatic blood component extractors (Devices for extracting blood components from centrifuged whole blood), because does not provide long-term, reliable sealing during blood processing and does not ensure the fixation of the line relative to the emitter, i.e. the required quality of sealing when separating used lines and containers.
В предлагаемом устройстве решается задача по устранению недостатков существующего устройства, предназначенного для ультразвуковой герметизации медицинских магистралей пластиковых гемоконтейнеров и созданию малогабаритного устройства для комплектации установок переработки крови и получения новых препаратов из крови, обеспечивающего надежную герметизацию, как в процессе переработки крови, так и ультразвуковую сварку для отделении контейнеров и сохранения конечного продукта.The proposed device addresses the shortcomings of the existing device, designed for ultrasonic sealing of medical lines of plastic blood containers, and creates a compact device for completing blood processing units and obtaining new blood products, ensuring reliable sealing both during blood processing and ultrasonic welding for separating containers and preserving the final product.
Технический результат изобретения выражается в повышении надежности и качества герметизации за счет фиксации, в процессе переработки крови, магистралей между рабочим окончанием и опорной (прижимной) планкой, исключающей возможные механические перемещения магистралей, т.е. изменения ее положения относительно рабочего окончания и опорной (прижимной) планки, в осуществлении ультразвукового воздействия и формирования герметизирующего шва при оптимальном размещении магистралей относительно рабочего окончания и опорной планки, при реализации в процессе герметизации сжатия одновременно и равномерно на обе стороны магистрали для равномерного пережима магистрали до требуемой величины, а также за счет выполнения на поверхности планки выступа специальной формы и высоты.The technical result of the invention is expressed in increasing the reliability and quality of sealing due to fixation, during the blood processing, of the lines between the working end and the support (pressure) bar, eliminating possible mechanical movements of the lines, i.e. changes in its position relative to the working end and the support (pressure) bar, in implementing an ultrasonic effect and forming a sealing seam with an optimal placement of the lines relative to the working end and the support bar, with the implementation of compression during the sealing process simultaneously and evenly on both sides of the line for uniform compression of the line to the required size, and also due to the formation of a protrusion of a special shape and height on the surface of the bar.
Суть предлагаемого технического решения заключается в том, что в известном устройстве ультразвуковой герметизации медицинских магистралей, включающем размещенные в корпусе источник ультразвукового воздействия на полимерную магистраль гемоконтейнера, имеющий плоское рабочее окончание прямоугольной формы, сварочную опорную планку и механизм сжатия полимерной магистрали между рабочим окончанием источника ультразвукового воздействия и опорной планкой, опорная планка выполнена в виде полого цилиндра нажимного колпачка-фиксатора магистрали, с внутренним глухим отверстием, диаметром, превышающим по размеру рабочее окончание источника УЗ воздействия, механически соединена с корпусом, на внутренней торцевой поверхности цилиндра расположена площадка прямоугольной формы, на поверхности которой выполнен выступ в виде остроконечного конуса, высотой не более толщины стенки герметизируемой медицинской магистрали, полый цилиндр нажимного колпачка-фиксатора имеет паз, шириной, равной диаметру герметизируемой медицинской магистрали, глубиной, по центру до окончания внутреннего отверстия и расходящийся под углом 120 градусов до поверхности внешнего диаметра опорной планки, на поверхности опорной планки размещен фиксатор магистрали, выполненный в виде глухого полого цилиндра с внутренним диаметром, превосходящим внешний диаметр колпачка - фиксатора, в фиксаторе магистрали выполнен паз, глубина которого соответствует глубине паза в опорной планке, ширина паза в месте его окончания соответствует двум диаметрам герметизируемой медицинской магистрали, фиксатор магистрали выполнен с возможностью перемещения вдоль опорной планки, ограниченного, с одной стороны его креплением в узле присоединения устройства, а с другой стороны, сжатой пружиной, размещенной между внешней торцевой поверхностью и внутренней торцевой поверхностью фиксатора магистрали, причем пазы в опорной планке и фиксаторе магистрали выполнены таким образом, что совпадают при полном сжатии пружины и фиксируют магистраль с натяжением при возвратном движении фиксатора.The essence of the proposed technical solution is that in the known device for ultrasonic sealing of medical lines, including a source of ultrasonic action on the polymer line of the blood container, located in the housing, having a flat working end of a rectangular shape, a welding support bar and a mechanism for compressing the polymer line between the working end of the source of ultrasonic action and the support bar, the support bar is made in the form of a hollow cylinder of a push-on cap-fixator of the line, with an internal blind hole, the diameter of which exceeds the size of the working end of the source of ultrasonic action, is mechanically connected to the housing, on the inner end surface of the cylinder there is a platform of a rectangular shape, on the surface of which a protrusion is made in the form of a pointed cone, the height of which is not more than the thickness of the wall of the medical line being sealed, the hollow cylinder of the push-on cap-fixator has a groove, the width of which is equal to the diameter of the medical line being sealed, the depth, in the center to the end of the internal hole and diverging at an angle of 120 degrees to the surface of the outer diameter of the support a line retainer is placed on the surface of the support bar, made in the form of a blind hollow cylinder with an internal diameter exceeding the external diameter of the cap - retainer, a groove is made in the line retainer, the depth of which corresponds to the depth of the groove in the support bar, the width of the groove at the place of its end corresponds to two diameters of the sealed medical line, the line retainer is designed with the possibility of movement along the support bar, limited, on the one hand, by its fastening in the connection unit of the device, and on the other hand, by a compressed spring placed between the outer end surface and the inner end surface of the line retainer, wherein the grooves in the support bar and the line retainer are made in such a way that they coincide when the spring is fully compressed and fix the line with tension during the return movement of the retainer.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется Фиг. 1, на которой схематично показана конструктивная схема устройства ультразвуковой герметизации медицинских магистралей.The essence of the proposed technical solution is explained in Fig. 1, which schematically shows the design diagram of the device for ultrasonic sealing of medical lines.
На Фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - источник УЗ воздействия - ультразвуковая колебательная система; 2 - корпус источника УЗ воздействия; 3 -сварочная опорная площадка прямоугольной формы; 4 - фланец; 5 - электромагнит; 6 - корпус устройства; 7 - упорный винт; 8 - направляющий шток; 9 - полый цилиндр нажимного колпачка-фиксатора магистрали; 10 - гайка фиксатора магистралей; 11 - шайба электромагнита; 12 - пружина фиксатора трубки; 13 - пружина корпуса УЗКС; 14 - плата оптического датчика; 15 - пружина штока оптического датчика; 16 - шток оптического датчика; 17- медицинская магистральIn Fig. 1 the following designations are adopted: 1 - ultrasonic exposure source - ultrasonic oscillating system; 2 - ultrasonic exposure source housing; 3 - rectangular welding support platform; 4 - flange; 5 - electromagnet; 6 - device housing; 7 - stop screw; 8 - guide rod; 9 - hollow cylinder of the push-button cap-line retainer; 10 - line retainer nut; 11 - electromagnet washer; 12 - tube retainer spring; 13 - ultrasonic oscillating system housing spring; 14 - optical sensor board; 15 - spring of the optical sensor rod; 16 - optical sensor rod; 17 - medical line
Источник ультразвукового воздействия 1, выполняется, как и в прототипе, в виде полуволновой пьезоэлектрической колебательной системы. Источник имеет плоскую излучающую поверхность прямоугольной формы, размещен в отдельном подвижном цилиндрическом корпусе 2 с возможностью его перемещения внутри внешнего корпуса 6.Ultrasonic source 1, as in the prototype, is implemented as a half-wave piezoelectric oscillator system. The source has a flat, rectangular radiating surface and is housed in a separate, movable cylindrical housing 2, allowing it to move within an outer housing 6.
Опорная планка выполнена в виде полого цилиндра нажимного колпачка-фиксатора 9, внутренней торцевой поверхности расположена сварочная опорная площадка прямоугольной формы 3. Опорная планка, выполненная в виде полого цилиндра нажимного колпачка-фиксатора 9 имеет внутреннее глухое отверстие, диаметром, превышающим по размеру рабочее окончание источника УЗ воздействия и механически соединена с корпусом 6. На сварочной опорной площадке прямоугольной формы 3 выполнен выступ в виде остроконечного конуса. Такая форма выступа обеспечивает снижение усилия сжатия при герметизации магистралей 17 (уменьшение площади контакта при сжатии) в процессе переработки крови, а выполнение этого конуса высотой не более толщины стенки герметизируемой медицинской магистрали 17 обеспечивает не только качественную герметизацию, но реализацию ультразвуковой сварки с разделением загерметизированных магистралей 17 и контейнеров без приложения механических усилий или специальных приспособлений (ножниц).The support bar is made in the form of a hollow cylinder of the push-button locking cap 9, on the inner end surface of which a rectangular welding support pad 3 is located. The support bar, made in the form of a hollow cylinder of the push-button locking cap 9, has an internal blind hole with a diameter exceeding the size of the working end of the ultrasonic exposure source and is mechanically connected to the housing 6. A projection in the form of a pointed cone is made on the rectangular welding support pad 3. This shape of the projection ensures a reduction in the compression force when sealing the lines 17 (a decrease in the contact area during compression) during blood processing, and the implementation of this cone with a height no greater than the wall thickness of the sealed medical line 17 ensures not only high-quality sealing, but also the implementation of ultrasonic welding with separation of the sealed lines 17 and containers without the application of mechanical force or special devices (scissors).
Возможность перемещения полого цилиндра нажимного колпачка-фиксатора 9, относительно сварочной опорной площадки прямоугольной формы 3, с выполненным на ней выступом в виде остроконечного конуса, т.е. относительно магистрали 17 и гайки фиксатора магистралей 10 обеспечивает одновременное сжатие магистрали 17 как перемещаемым под действием электромагнита 5 источником УЗ излучения 1, так и подпружиненным относительно сварочной опорной площадки прямоугольной формы 3 нажимным колпачком-фиксатором 9.The possibility of moving the hollow cylinder of the pressure cap-clamp 9, relative to the welding support platform of rectangular shape 3, with a projection formed on it in the form of a pointed cone, i.e. relative to the main line 17 and the nut of the main line clamp 10, ensures the simultaneous compression of the main line 17 both by the ultrasonic radiation source 1 moved under the action of the electromagnet 5, and by the pressure cap-clamp 9, which is spring-loaded relative to the welding support platform of rectangular shape 3.
Возможность перемещения полого цилиндра нажимного колпачка-фиксатора 9 относительно магистрали 17 и гайки фиксатора магистралей 10 обеспечивает фиксацию магистрали 17 относительно источника УЗ излучения 1, а также относительно сварочной опорной площадки прямоугольной формы 3 и выполненного на ней выступа в виде остроконечного конуса.The possibility of moving the hollow cylinder of the pressure cap-lock 9 relative to the line 17 and the line lock nut 10 ensures the fixation of the line 17 relative to the ultrasonic radiation source 1, as well as relative to the rectangular welding support platform 3 and the projection made on it in the form of a pointed cone.
В полом цилиндре нажимного колпачка-фиксатора 5 выполнен паз, шириной, равной диаметру герметизируемой медицинской магистрали (5мм), глубиной, по центру до окончания внутреннего отверстия и расходящийся под углом 120 градусов до поверхности внешнего диаметра опорной планки 4, т.е. в фиксаторе магистрали выполнен паз, глубина которого соответствует глубине паза в опорной планке, ширина паза в месте его окончания соответствует двум диаметрам герметизируемой медицинской магистрали, фиксатор магистрали выполнен с возможностью перемещения вдоль опорной планки, ограниченного, с одной стороны его креплением в узле присоединения устройства, а с другой стороны, сжатой пружиной 12, размещенной между внешней торцевой поверхностью опорной планки и внутренней торцевой поверхностью фиксатора магистрали, причем пазы в опорной планке и фиксаторе магистрали выполнены таким образом, что совпадают при полном сжатии пружины и фиксируют магистраль с натяжением при возвратном движении колпачка - фиксатора.In the hollow cylinder of the push-button cap-retainer 5 there is a groove, the width of which is equal to the diameter of the medical line being sealed (5 mm), the depth, in the center up to the end of the internal hole and diverging at an angle of 120 degrees to the surface of the outer diameter of the support bar 4, i.e. in the line retainer there is a groove, the depth of which corresponds to the depth of the groove in the support bar, the width of the groove at the place of its end corresponds to two diameters of the medical line being sealed, the line retainer is designed with the possibility of movement along the support bar, limited, on the one hand, by its fastening in the device connection unit, and on the other hand, by the compressed spring 12, placed between the outer end surface of the support bar and the inner end surface of the line retainer, wherein the grooves in the support bar and the line retainer are made in such a way that they coincide when the spring is fully compressed and fix the line with tension during the return movement of the cap-retainer.
Подвижный корпус 2 с источником ультразвукового воздействия 1 механически соединен с электромеханическим устройством 5 возвратной пружиной 13, что и обеспечивает требуемое усилие прижима к сварочной опорной планке 3.The movable body 2 with the ultrasonic source 1 is mechanically connected to the electromechanical device 5 by the return spring 13, which provides the required pressing force to the welding support bar 3.
Устройство ультразвуковой герметизации медицинских магистралей работает следующим образом.The ultrasonic sealing device for medical lines operates as follows.
Осуществляют перемещение фиксатора (вручную - обеспечивая механическое воздействие и перемещение фиксатора), в котором выполнен паз, шириной, равной диаметру герметизируемой медицинской магистрали (5мм), глубиной, по центру до окончания внутреннего отверстия и расходящийся под углом 120 градусов до поверхности внешнего диаметра опорной планки 4, т.е. обеспечивают свободный доступ для размещения магистрали в пазе. Размещают в фиксаторе магистраль таким образом, что бы она находилась на глубине паза в опорной планке. Поскольку ширина паза в месте его окончания соответствует двум диаметрам герметизируемой медицинской магистрали, размещение магистрали происходит без затруднений. Поскольку фиксатор магистрали выполнен с возможностью перемещения вдоль опорной планки, устраняют механическое воздействие и обеспечивают возвратное перемещение фиксатора сжатой пружиной, размещенной между внешней торцевой поверхностью опорной планки и внутренней торцевой поверхностью фиксатора магистрали. Поскольку пазы в опорной планке и фиксаторе магистрали выполнены таким образом, что совпадают при полном сжатии пружины при возвратном движении колпачка - фиксатора происходит механическая фиксация магистрали с натяжением.The retainer is moved (manually, providing mechanical action and movement of the retainer), in which a groove is made, the width of which is equal to the diameter of the medical line being sealed (5 mm), the depth of which is centered to the end of the internal opening, and diverging at an angle of 120 degrees to the surface of the outer diameter of the support bar 4, i.e., free access for placing the line in the groove is ensured. The line is placed in the retainer so that it is at the depth of the groove in the support bar. Since the width of the groove at its end corresponds to two diameters of the medical line being sealed, placement of the line occurs without difficulty. Since the line retainer is designed to move along the support bar, mechanical action is eliminated and return movement of the retainer is ensured by a compressed spring located between the outer end surface of the support bar and the inner end surface of the line retainer. Since the grooves in the support bar and the line retainer are designed in such a way that they coincide when the spring is fully compressed, during the return movement of the cap-retainer, the line is mechanically fixed under tension.
Поскольку магистраль гемоконтейнера оказалась жестко зафиксирована в оптимальном для сжатия и сварки положении, между прижимной поверхностью сварочной опорной планки, на которой находится сегментирующий выступ, и сварочным окончанием колебательной системы осуществляется подача напряжения на электромагнит, который обеспечивает перемещение колебательной системы в корпусе и сжатие магистрали до необходимого уровня. Выступ обеспечивает герметизацию магистрали, а после завершения технологического цикла получения необходимых продуктов из крови формирование сварного шва и разделение магистрали на два герметичных изделия.Since the blood container line is firmly fixed in the optimal position for compression and welding, voltage is applied to an electromagnet between the pressure surface of the welding support bar, which houses the segmenting protrusion, and the welding end of the oscillating system. This electromagnet causes the oscillating system to move within the housing and compress the line to the required level. The protrusion ensures a sealed line, and after the process of extracting the necessary blood products is completed, a weld is formed and the line is separated into two sealed units.
При использовании предложенного устройства ультразвуковой герметизации медицинских магистралей обеспечивается реализация герметизации медицинских магистралей гемоконтейнеров при переработке крови и последующую ультразвуковую сварку, что позволяет осуществлять качественную герметизацию путем формирования широкого герметизирующего шва, с одновременным формирование надреза для разделения герметизирующего шва и, соответственно, полимерной магистрали на два герметичных участка.The use of the proposed device for ultrasonic sealing of medical lines ensures the sealing of medical lines of blood containers during blood processing and subsequent ultrasonic welding, which allows for high-quality sealing by forming a wide sealing seam, with the simultaneous formation of a cut to separate the sealing seam and, accordingly, the polymer line into two sealed sections.
Пример размещения и фиксации магистрали в устройстве ультразвуковой герметизации медицинских магистралей представлен на фотографиях Фиг. 2.An example of the placement and fixation of the line in the device for ultrasonic sealing of medical lines is shown in the photographs Fig. 2.
Созданные по предлагаемому техническому решению устройства ультразвуковой герметизации медицинских магистралей в виде комплекта из 5 устройств и платы управления и УЗ генераторов предназначенного для практического применения в составе промышленных экстракторов типа модели ММ8 0501 представлены на Фиг. 3. Вес устройства составляет не более 460 гр. Колебательная система выполнена по полуволной схеме. Выбранная конструктивная схема позволила создать колебательную систему на рабочую частоту 44 кГц, обеспечивающую, при регламентом режиме работы УЗ генератора на рабочем окончании амплитуду колебаний не менее 25 мкм. Потребляемая каждым устройством мощность не превышает 30 Вт.The proposed technical solution for ultrasonic sealing of medical lines, consisting of a set of 5 devices, a control board, and ultrasonic generators intended for practical use in industrial extractors such as the MM8 0501 model, is shown in Fig. 3. The device weighs no more than 460 grams. The oscillatory system utilizes a half-wave design. The selected design allowed for the creation of an oscillatory system with an operating frequency of 44 kHz, providing, under specified operating conditions, an oscillation amplitude of at least 25 µm at the working end of the ultrasonic generator. The power consumption of each device does not exceed 30 watts.
Проведенные исследования функциональных возможностей созданного устройства позволили установить, что созданное устройство ультразвуковой герметизации медицинских магистралей пригодно для использования в составе промышленных экстракторов типа модели ММ8 0501 по РДГС.02.177.00.00.00.00.00, выполненный по ТУ 32.50.50-011-18833344-2021 [1, 2], производства ООО «ПРОФИТ ФАРМ»), предназначенных для автоматизированного получения различных компонентов крови в системе полимерных контейнеров после первичного и вторичного центрифугирования для их дальнейшего хранения за счет обеспечения требуемой надежности и качества герметизации в процессе переработки крови, достигнутой путем формирования герметизирующего шва при оптимальном размещении магистралей относительно рабочего окончания и опорной планки, при реализации в процессе герметизации сжатия одновременно и равномерно на обе стороны магистрали для равномерного пережима магистрали до требуемой величины.The conducted studies of the functional capabilities of the created device made it possible to establish that the created device for ultrasonic sealing of medical lines is suitable for use in industrial extractors of the MM8 0501 model according to RDGS.02.177.00.00.00.00.00, manufactured according to TU 32.50.50-011-18833344-2021 [1, 2], manufactured by PROFIT PHARM LLC), intended for the automated production of various blood components in a system of polymer containers after primary and secondary centrifugation for their further storage by ensuring the required reliability and quality of sealing during blood processing, achieved by forming a sealing seam with optimal placement of the lines relative to the working end and the support bar, while implementing compression during the sealing process simultaneously and evenly on both sides of the line for uniform pinching of the line to the required value.
Созданное устройство обеспечивает герметизацию магистрали за время, менее 1 с, а сварку с разделением менее чем за 2 с., что позволяет удовлетворить потребности современной службы крови.The created device ensures line sealing in less than 1 second and welding with separation in less than 2 seconds, which allows to meet the needs of the modern blood service.
В настоящее время ООО «ПРОФИТ ФАРМ» ведет подготовку к серийному производству созданного устройства.Currently, PROFIT FARM LLC is preparing for serial production of the created device.
Список использованных источниковList of references
1. Технические условия 32.50.50-011-18833344-2021 «Автоматический экстрактор компонентов крови» модель ММ8 0501 по РДГС.02.177.00.00.00.00.00 (производитель ООО «ПРОФИТ ФАРМ») Интернет ресурс: https://mmcs.ru/catalog/mmcs-0501/?lang=ru1. Technical specifications 32.50.50-011-18833344-2021 "Automatic blood component extractor" model MM8 0501 according to RDGS.02.177.00.00.00.00.00 (manufacturer PROFIT PHARM LLC) Internet resource: https://mmcs.ru/catalog/mmcs-0501/?lang=ru
2. Устройство для извлечения компонентов крови из центрифугированной цельной крови [Текст] патент на ИЗ RU 2 791 38; МПК A61M 1/34 (2006.01), A61M 1/38 (2006.01) / Григорьев Лев Викторович (RU), Цхе Алексей Викторович (RU), Каракулов Александр Сергеевич (RU): заявитель и патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "ПРОФИТ ФАРМ" (RU) (RU); заявка 2022115005, от 02.06.2022, опубликовано: 10.01.2006.2. Device for extracting blood components from centrifuged whole blood [Text] patent for IZ RU 2 791 38; IPC A61M 1/34 (2006.01), A61M 1/38 (2006.01) / Grigoriev Lev Viktorovich (RU), Tskhe Aleksey Viktorovich (RU), Karakulov Aleksandr Sergeevich (RU): applicant and patent holder: PROFIT PHARM Limited Liability Company (RU) (RU); application 2022115005, dated 02.06.2022, published: 10.01.2006.
3. Устройство ультразвуковой герметизации и сегментации трансфузионных систем [Текст] патент на ИЗ RU 2 267 316 С1; МПК A61J 1/05 (2006.01) / Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н., Сливин А.Н., Хмелев М.В. заявитель и патентообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский Государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU); заявка №2004116746/14, от 01.06.2004, опубликовано: 10.01.2006.3. Device for ultrasonic sealing and segmentation of transfusion systems [Text] patent for IZ RU 2 267 316 C1; IPC A61J 1/05 (2006.01) / Khmelev V.N., Barsukov R.V., Tsyganok S.N., Slivin A.N., Khmelev M.V. applicant and patent holder: State Educational Institution of Higher Professional Education "Altai State Technical University named after I.I. Polzunov" (AltSTU) (RU); application No. 2004116746/14, dated 01.06.2004, published: 10.01.2006.
4. Устройство ультразвуковой герметизации и сегментации трансфузионных систем [Текст] патент на ИЗ RU 2776 569 С1; МПК A61J 1/05 (2006.01), B65B 51/22 (2006.01) /Генне Дмитрий Владимирович (RU), Нестеров Виктор Александрович (RU),Тертишников Павел Павлович (RU),Хмелев Владимир Николаевич (RU), заявитель и патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий" (RU); заявка № 2022104236, от 17.02.2022, опубликовано: 22.07.2022. - прототип.4. Device for ultrasonic sealing and segmentation of transfusion systems [Text] patent for IZ RU 2776 569 C1; IPC A61J 1/05 (2006.01), B65B 51/22 (2006.01) / Genne Dmitry Vladimirovich (RU), Nesterov Viktor Aleksandrovich (RU), Tertishnikov Pavel Pavlovich (RU), Khmelev Vladimir Nikolaevich (RU), applicant and patent holder: Limited Liability Company "Center for Ultrasound Technologies" (RU); application No. 2022104236, dated 17.02.2022, published: 22.07.2022. - prototype.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2850607C1 true RU2850607C1 (en) | 2025-11-12 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2267316C1 (en) * | 2004-06-01 | 2006-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Device for ultrasonic sealing and segmenting transfusion systems |
| US8770249B2 (en) * | 2007-10-18 | 2014-07-08 | Haemonetics Corporation | Tear seal moveable ground jaw for a tubing sealer |
| US9505169B2 (en) * | 2013-01-17 | 2016-11-29 | Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg | Ultrasound welding device comprising vibration-decoupled counter tool |
| RU2776569C1 (en) * | 2022-02-17 | 2022-07-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий" | Device for ultrasonic sealing and segmentation of transfusion systems |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2267316C1 (en) * | 2004-06-01 | 2006-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Device for ultrasonic sealing and segmenting transfusion systems |
| US8770249B2 (en) * | 2007-10-18 | 2014-07-08 | Haemonetics Corporation | Tear seal moveable ground jaw for a tubing sealer |
| US9505169B2 (en) * | 2013-01-17 | 2016-11-29 | Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg | Ultrasound welding device comprising vibration-decoupled counter tool |
| RU2776569C1 (en) * | 2022-02-17 | 2022-07-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий" | Device for ultrasonic sealing and segmentation of transfusion systems |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4390832A (en) | Circuit for electro mechanical tubing sealer | |
| US5947957A (en) | Portable laser for blood sampling | |
| US4496819A (en) | Jaws for an electro-mechanical tubing sealer | |
| JP2671135B2 (en) | Ultrasonic disruption device for cells | |
| CN101155614B (en) | Method and apparatus for soft tissue treatment | |
| US4384186A (en) | Electrode sealing system for thermoplastic tube | |
| US8770249B2 (en) | Tear seal moveable ground jaw for a tubing sealer | |
| CN107206701B (en) | Equipment for RF Welding | |
| RU2850607C1 (en) | Device for ultrasonic sealing of medical pipes | |
| US4488028A (en) | Electrode mechanical tubing sealer | |
| CN117123978A (en) | Polymer lithium battery tab welding equipment | |
| CN106501046B (en) | The assembly method of salt piece and sample is insulated in diamond anvil cell laboratory sample hole | |
| JP5988111B2 (en) | Crying device for cryopreservation bag | |
| JP6182246B2 (en) | Crying device for cryopreservation bag | |
| CN205443320U (en) | Non -contact accuse temperature automatic focusing ultrasonic crashing appearance | |
| US4491711A (en) | Electro mechanical tubing sealer | |
| KR102521030B1 (en) | Ultrasonic medical cartridge and ultrasound medical device including the same | |
| CN211262928U (en) | Blood sample ultrasonic wave hemolysis device | |
| US10746633B2 (en) | Tissue slicing device and apparatus having tissue slicing device | |
| RU2776569C1 (en) | Device for ultrasonic sealing and segmentation of transfusion systems | |
| US2847556A (en) | Method and apparatus for breaking up oxide on, and welding, metal | |
| US10168258B2 (en) | Sample holder for acoustic treatment | |
| CN213567620U (en) | Biological sample storage device | |
| JP5566373B2 (en) | Method and apparatus for crushing biological material | |
| CN114949927A (en) | Integral type ultrasonic extraction appearance |