запорное устройство для торцевой стороны контейнера со средством для перемешивания исследуемого агента

Формула изобретения

1. Запорное устройство для торцевой стороны контейнера, преимущественно для пробирки с пробой крови, содержащее крышку, приспособление, обеспечивающее вращение крышки, средство перемешивания исследуемого агента, которое неразъемным образом закреплено на нижней торцевой стороне крышки и имеет в сечении вид пластины.

2. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что крышка выполнена охватывающей торцевую сторону и часть внешней боковой поверхности контейнера с отверстием в ее верхней торцевой стенке, на краю нижней торцевой стенки крышки выполнен кольцевой вертикальный паз, а ее центральная часть выполнена вогнутой с образованием открытого с наружной стороны цилиндра с вертикальными боковыми стенками и плоским или сферообразным дном, расположенным ниже уровня вертикального кольцевого паза крышки, вертикальные стенки и дно, сформированные центральной частью нижней торцевой стенки крышки образуют уплотнительную пробку, на середине которой неразъемным образом закреплено средство для перемешивания исследуемого агента.

3. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что крышка выполнена охватывающей торцевую сторону и часть внешней боковой поверхности контейнера, на краю нижней торцевой стенки крышки выполнен кольцевой вертикальный паз, а на середине нижней торцевой стенки крышки неразъемным образом закреплено средство для перемешивания исследуемого агента.

4. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что крышка выполнена в виде диска с отверстием в ее верхней торцевой стенке, а ее центральная часть выполнена вогнутой с образованием открытого с наружной стороны цилиндра с вертикальными боковыми стенками и плоским или сферообразным дном, вертикальные стенки и дно, сформированные центральной частью нижней торцевой стенки крышки образуют уплотнительную пробку, на середине которой неразъемным образом закреплено средство для перемешивания исследуемого агента.

5. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для перемешивания исследуемого агента выполнено в виде плоской пластины, оконечная часть которой выполнена с кривизной идентичной геометрии дна используемого контейнера, и боковая поверхность, образованная вращением перемешивающего устройства, повторяет форму внутренней боковой поверхности контейнера.

6. Запорное устройство по п.5, отличающееся тем, что плоская пластина средства для перемешивания имеет постоянную толщину по всей длине.

7. Запорное устройство по п.5, отличающееся тем, что плоская пластина средства для перемешивания имеет переменную толщину по всей длине.

8. Запорное устройство по п.5, отличающееся тем, что плоская пластина средства для перемешивания имеет веслообразную форму.

9. Запорное устройство по п.5, отличающееся тем, что плоская пластина средства для перемешивания имеет грушеобразную форму.

10. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для перемешивания исследуемого агента выполнено в виде изогнутой пластины.

11. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для перемешивания исследуемого агента выполнено в виде трех или четырех лопастей.

12. Запорное устройство по п.11, отличающееся тем, что лопасти в сечении имеют плоскую пластину с постоянной толщиной по всей длине.

13. Запорное устройство по п.11, отличающееся тем, что лопасти в сечении имеют плоскую пластину с переменной толщиной по всей длине.

14. Запорное устройство по п.11, отличающееся тем, что лопасти в сечении имеют плоскую пластину веслообразной формы.

15. Запорное устройство по п.11, отличающееся тем, что лопасти в сечении имеют плоскую пластину грушеобразной формы.

16. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что для надежной фиксации запорного устройства при перевороте контейнера, запорное устройство снабжено фиксатором осевого перемещения.

17. Запорное устройство по п.16, отличающееся тем, что фиксатор осевого перемещения выполнен в виде кольцевого выпуклого буртика на боковой поверхности кольцевого вертикального паза крышки, взаимодействующего с соответствующим кольцевым буртиком контейнера.

18. Запорное устройство по п.16, отличающееся тем, что фиксатор осевого перемещения выполнен в виде паза на боковой поверхности вертикальных стенок цилиндра и кольцевого выпуклого буртика на наружной боковой поверхности контейнера.

19. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения комфортности вращения средства для перемешивания на наружной боковой поверхности крышки выполнены выступы или рифления.

20. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что для взятия исследуемого агента в уплотнительной пробке, образованной центральной частью нижней торцевой стенки крышки, выполнено отверстие для капилляра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области лабораторного оборудования и касается разработки конструкции запорного устройства для торцевой стороны контейнера, в частности для пробирок с пробой крови, которые используются для последующего анализа ее параметров.

Оригинальная конструктивная комбинация запорного элемента и специального средства для перемешивания позволяет эффективно перемешивать содержимое контейнера.

Патентуемое устройство также найдет эффективное применение в химической, парфюмерной, микробиологической и других отраслях промышленности, где требуется сбор, хранение и перемешивание небольших объемов жидкостей в контейнере.

Известно, что для практической медицины одним из наиболее распространенных и информативных способов диагностики состояния пациента является анализ крови. Значительное количество постоянно проводимых исследований крови требует соответствующего лабораторного оборудования, в частности пробирок для сбора крови, ее хранения и подготовки для последующего анализа.

Анализ цельной крови предусматривает применение специальных антикоагулянтов, которые предотвращают свертывание взятого образца крови до проведения его анализа. Антикоагулянты размещают в пробирках для сбора крови. При этом возникает необходимость качественного перемешивания взятой пробы крови как сразу после ее размещения в пробирке для обеспечения однородного распределения в ней антикоагулянта, так и повторного перемешивания непосредственно перед проведением анализа для обеспечения однородного распределения элементов крови во всем объеме пробы.

Установлено, что резкое вращение и встряхивание пробирки с кровью приводит к разрушению части форменных элементов крови, например гемолизу - разрушению эритроцитов, что обуславливает значительные ошибки при анализе взятой пробы крови и, соответственно, неправильный выбор направлений лечения пациента.

Конструктивное совершенствование запорных устройств для сбора и хранения проб крови позволяет решить данную задачу.

Известны различные конструкции запорных устройств для торцевой части контейнеров, например пробирок для сбора и хранения крови (см. Европейские патенты: №0017127, В01L 3/14 от 24.03.1980 г.; № 0150172, В01L 3/14 от 11.01.1985 г.; №0450096, А61J 1/00 от 20.10.1990 г.; №0580094, А61J 1/00 от 17.07. 1993 г.).

Приведенные в Европейских патентах запорные устройства имеют традиционное конструктивное решение - содержат крышку и уплотнительную пробку, которые устанавливаются на торцевую часть контейнера (пробирки). Патенты отличаются между собой формой цилиндрической крышки и формой выполнения уплотнительной пробки.

Общим характерным недостатком известных запорных устройств является то, что все они не имеют конструктивных элементов для перемешивания взятой пробы крови и антикоагулянтов, что обуславливает необходимость механического воздействия на пробу крови (встряхивание и т.п. действия). Это, как известно, приводит к разрушению форменных элементов крови и получению ошибочных данных анализа крови.

Известно запорное устройство для торцевой стороны цилиндрического контейнера, преимущественно для пробирок с пробой крови (Патент РФ №2037456, В65D 39/00 от 03.07.1991 г.).

Запорное устройство по патенту РФ №2037456 содержит охватывающий торцевую сторону цилиндрического контейнера колпачок (крышку) с отверстием в его торцевой верхней стенке и расположенную в отверстии цилиндрического контейнера уплотнительную пробку.

Уплотнительная пробка соединена с колпачком (крышкой) и/или цилиндрическим контейнером посредством устройства сцепления, которое снабжено удерживающим элементом, выполненным в виде стопорного кольца, расположенного между уплотнительной пробкой и верхним фланцевым выступом.

Запорное устройство (патент РФ №2037456) обеспечивает легкую и надежную установку его на торцевой стороне цилиндрического контейнера (пробирки), надежное уплотнение между пробиркой и кровью и надежное газонепроницаемое закрывание внутренней полости контейнера также и при длительном его хранении.

Конструктивными недостатками этого запорного устройства являются:

- ограниченные функциональные возможности и «узкая» специализация: обеспечение сохранности взятой пробы крови в полости пробирки. Запорное устройство не имеет конструктивного средства для перемешивания взятой пробы крови, что предусмотрено подготовительными операциями при проведении анализа крови. Это не позволяет обеспечить получение точных данных о реальных параметрах взятой пробы крови;

- известное запорное устройство представляет собой сборную конструкцию, что обуславливает сложность ее изготовления и эксплуатации.

Известно также запорное устройство для торцевой стороны контейнера, наиболее близкое по технической сущности к патентуемому изобретению и которое выбрано в качестве прототипа. Запорное устройство содержит крышку (пробку) и средство для перемешивания исследуемого агента, которое неразъемным образом закреплено на нижней торцевой стороне крышки (авторское свидетельство SU №303100, B01L 3/00; 23.06. 1971 г.). Средство для перемешивания содержимого лабораторного сосуда выполнено в виде рассекателя в форме шара.

Существенным недостатком известного запорного устройства является то, что процесс перемешивания веществ, находящихся в лабораторном сосуде, осуществляют путем встряхивания содержимого сосуда, что категорически недопустимо для пробирок с пробой крови, поскольку:

- при встряхивании пробирки происходит разрушение форменных элементов крови и как следствие, получение необъективных результатов анализа крови.

- кровь набирается в минимально допустимом количестве и в пробирки с малым диаметром, заполняя при этом, как правило, только нижнюю часть пробирки. Поэтому использование рассекателя (авторское свидетельство SU №303100, В01L 3/00; 23.06. 1971 г.) в данном случае будет бессмысленным, так как при изменении положения пробирки кровь вследствие относительно высокой вязкости будет перетекать по внутренним стенкам пробирки и в контакт с рассекателем вступать не будет.

Настоящее изобретение решает задачу:

- повышения точности и, соответственно, информативности результатов проведения анализа взятой пробы крови за счет минимизации механического разрушения форменных элементов крови при ее перемешивании;

- усовершенствования и упрощения процедуры перемешивания крови пациента.

Решение поставленной задачи достигается за счет выполнения запорного устройства в виде единого конструктивного модуля, в котором доминирующий элемент- крышка имеет различную пространственную форму, при этом обеспечиваются улучшенные функциональные возможности благодаря оптимальной форме перемешивающего устройства в виде пластины или лопастей.

Конструктивно решение поставленной задачи достигается следующим образом. Запорное устройство для торцевой стороны контейнера, аналогичное устройству, приведенному в авторском свидетельстве №303100 и содержащему крышку с уплотнительной пробкой и средство для перемешивании исследуемого агента, которое неразъемным образом закреплено на нижней торцевой поверхности крышки, согласно настоящему изобретению средство для перемешивания исследуемого агента установлено с возможностью вращения вокруг своей оси и выполнено в виде пластины или лопасти.

Изобретение предусматривает широкую гамму возможных конструктивных модификаций как крышки, так и средства для перемешивания исследуемого агента (например, в виде плоской или изогнутой пластины или трех-четырех лопастей).

Изобретение предусматривает также наличие надежного механизма фиксации крышки от выпадения при переворачивании контейнера. Так, для надежной фиксации запорного устройства вдоль оси контейнера предусмотрен соответствующий фиксатор осевого перемещения.

Фиксатор осевого перемещения может быть выполнен в виде выпуклого кольцевого буртика, расположенного в верхней части вертикальной стенки кольцевого паза. На наружной боковой поверхности контейнера должен быть в этом случае ответный фиксирующий выступ, толщина которого определяется механическими свойствами материала, из которого выполнен контейнер. При закреплении запорного устройства на контейнере внешний выступ на контейнере должен деформироваться и входить в соответствующий паз устройства так, как это показано на фиг.1, 8. Другое исполнение фиксатора осевого перемещения (фиг.2) предусматривает фиксирующий выступ на внутренней боковой поверхности контейнера. При этом на наружной боковой поверхности запорного устройства должен быть предусмотрен ответный паз. Если используемые контейнеры не содержат фиксирующего выступа, то устройство выполняется во втором исполнении - без соответствующего паза (фиг.3, 4, 7).

И в том и в ином случае устройство должно легко вращаться вокруг оси контейнера, а для этого оно снабжено приспособлением, обеспечивающим удобство вращения крышки оператором.

Для обеспечения универсальности и возможности использования патентуемого запорного устройства с различными по габаритам и конструктивной реализации контейнерами изобретение предусматривает то, что оконечная часть перемешивающего устройства должна повторять форму внутреннего сечения боковой и нижней частей контейнера.

Достигаемый при этом технический результат заключается в обеспечении легкого и эффективного перемешивания исследуемого агента, размещенного в контейнере. При использовании контейнера (пробирки) для сбора, промежуточного хранения и перемешивания пробы крови в этом случае:

- минимизируется разрушение форменных элементов крови в процессе перемешивания пробы крови, помещенной в контейнер, что приводит к повышению точности получаемых результатов исследований параметров крови пациента и, как следствие, к повышению точности диагностики состояния пациента и выбору адекватного метода лечения пациента.

Сущность изобретения поясняется примерами конкретной реализации патентуемого запорного устройства для торцевой стороны контейнера и графическими материалами, на которых представлены:

фиг.1 - запорное устройство с фиксатором осевого перемещения (расположение фиксатора с внешней стороны контейнера);

фиг.2 - запорное устройство с фиксатором осевого перемещения (расположение фиксатора с внутренней стороны контейнера);

фиг.3, 4 - запорное устройство без фиксатора осевого перемещения;

фиг.5, 6 - примеры конструктивного выполнения средства для перемешивания исследуемого агента;

фиг.7 - пример крепления средства для перемешивания к внутренней торцевой поверхности крышки;

фиг.8 - пример крепления средства для перемешивания к нижней торцевой стенке крышки (расположение фиксатора осевого перемещения с внутренней стороны контейнера).

Патентуемое запорное устройство имеет различные варианты своей конечной конструктивной реализации. Возможные модификации запорного устройства отличаются формой выполнения крышки, наличием и формой уплотнительной пробки и разнообразием конструктивного выполнения средства для перемешивания исследуемого агента, а также конструктивным способом фиксации крышки от выпадения при переворачивании контейнера со взятой пробой.

Запорное устройство содержит крышку 1, которая имеет различную форму выполнения (фиг.1-4, 7, 8) и средство для перемешивания исследуемого агента 3, закрепленное неразъемным образом на нижней торцевой стенке крышки 1. Средство для перемешивания исследуемого агента 3 также имеет целый ряд различных конструктивных модификаций.

Крышка 1 может быть выполнена (фиг.1, 3) охватывающей торцевую сторону и часть внешней боковой поверхности контейнера. Крышка 1 (фиг.1, 3) имеет отверстие в ее верхней торцевой стенке, на краю нижней торцевой стенки крышки выполнен кольцевой вертикальный паз 6, а ее центральная часть выполнена вогнутой с образованием открытого с наружной стороны цилиндра 2 с вертикальными боковыми стенками (4) и плоским или сферообразным дном 5, расположенным ниже уровня вертикального кольцевого паза 6 крышки 1. Вертикальные стенки и дно, образованные центральной частью нижней торцевой стенки крышки 1, образуют уплотнительную пробку, в центре которой неразъемным образом закреплено средство для перемешивания исследуемого агента 3.

Крышка 1 может быть выполнена в других модификациях. Например, в соответствии с фиг.7 и 8 крышка 1 выполнена охватывающей торцевую сторону и часть внешней боковой поверхности контейнера, на краю нижней торцевой стенки крышки выполнен кольцевой вертикальный паз 6, а в центре нижней торцевой стенки крышки 1 неразъемным образом закреплено средство для перемешивания исследуемого агента 3.

Крышка может быть выполнена (фиг.2 и 4) в виде диска с отверстием в ее верхней торцевой стенке. Центральная часть крышки 1 выполнена вогнутой с образованием открытого с наружной стороны цилиндра 2 с вертикальными боковыми стенками и плоским или сферообразным дном 5. Вертикальные стенки 4 и дно 5, сформированные центральной частью нижней торцевой стенки крышки 1, образуют уплотнительную пробку, в центре которой неразъемным образом закреплено средство для перемешивания исследуемого агента 3.

Как уже отмечалось, настоящее изобретение предусматривает возможность различной конструктивной реализации средства для перемешивания исследуемого агента 3.

Средство для перемешивания исследуемого агента, в частности пробы крови, может быть выполнено в виде плоской пластины 3 (фиг.1-4, 6-8). Оконечная часть 7 пластины 3 выполнена идентично геометрии дна контейнера (пробирки) с исследуемым агентом, а также боковая поверхность, образованная вращением перемешивающего устройства, должна повторять форму внутренней боковой поверхности контейнера.

При сферообразной донной части контейнера (фиг.1-4, 7, 8) конечная часть 7 пластины 3 имеет соответствующую криволинейную форму. В случае использования цилиндрического контейнера с плоским дном оконечную часть 7 пластины 3 для перемешивания выполняют плоской.

При конусной внутренней боковой поверхности контейнера боковая поверхность, образованная вращением средства для перемешивания 3 (фиг.2), имеет идентичную форму.

Приведем некоторые варианты конструктивного выполнения средства для перемешивания исследуемого агента. Средство для перемешивания исследуемого агента может быть выполнено:

- в виде плоской пластины 3, оконечная часть которой 7 выполнена с кривизной, идентичной геометрии дна используемого контейнера (фиг.1-4, 6-8);

- плоская пластина средства для перемешивания 3 имеет постоянную толщину по всей длине (фиг.1-4);

- плоская пластина средства для перемешивания 3 имеет переменную толщину по всей длине (фиг.7 и 8)

- плоская пластина средства для перемешивания 3 имеет веслообразную форму (фиг.6б, 7, 8);

- плоская пластина средства для перемешивания 3 имеет грушеобразную форму (фиг.6в);

- средство для перемешивания исследуемого агента 3 выполнено в виде изогнутой пластины (фиг.5г);

- средство для перемешивания исследуемого агента 3 выполнено в виде трех или четырех лопастей (фиг.5б, в), имеющих в сечении плоскую пластину с постоянной толщиной по всей длине.

- средство для перемешивания исследуемого агента 3 выполнено в виде трех или четырех лопастей (фиг.5б, в), имеющих в сечении плоскую пластину с переменной толщиной по всей длине.

- средство для перемешивания исследуемого агента 3 выполнено в виде трех или четырех лопастей (фиг.5б, в), имеющих в сечении плоскую пластину веслообразной формы.

- средство для перемешивания исследуемого агента 3 выполнено в виде трех или четырех лопастей (фиг.5б, в), имеющих в сечении плоскую пластину грушеобразной формы.

Патентуемое запорное устройство предусматривает наличие фиксатора осевого перемещения.

Для надежной фиксации запорного устройства на торцевой стороне контейнера запорное устройство снабжено фиксатором осевого перемещения, который может быть выполнен, например, в виде кольцевого выпуклого буртика 9 на боковой поверхности 10 вертикального кольцевого паза 6 (фиг.1, 7) или паза 11 на боковой поверхности 4 полого цилиндра 2 (фиг.2). Выпуклый буртик 9 в зацеплении с ответным буртиком цилиндрического контейнера 8 (фиг.1, 7) или паз 11 в комплексе с буртиком 12 (фиг.2) на боковой поверхности цилиндрического контейнера 8 обеспечивают возможность вращения запорного устройства на торцевой части цилиндрического контейнера и одновременно его надежную фиксацию от осевого перемещения и «выпадения» запорного устройства из полости цилиндрического контейнера.

Испытания различных модификаций патентуемого запорного устройства установили следующие оптимальные соотношения его конструктивных элементов, которые обеспечивают эффективное перемешивание нанесенного на внутреннюю поверхность контейнера порошка антикоагулянта и «бережное» перемешивание взятой пробы крови:

- общая длина размещенной в контейнере части крышки 1 со средством перемешивания 3 составляет 0,95-0,97 внутренней длины цилиндрического контейнера,

- диаметр окружности описываемой вращением той части перемешивающего устройства, которая погружена в исследуемый агент, составляет 0,8-0,97 от соответствующего диаметра контейнера.

Изобретением предусмотрена возможность взятия исследуемого агента с последующим его помещением в полость контейнера, для чего в уплотнительной пробке, образованной центральной частью нижней торцевой стенки крышки 1, выполнено отверстие 14 для капилляра (фиг.3).

Для обеспечения удобного и комфортного вращения запорного устройства на наружной боковой поверхности крышки 1 выполнены выступы или рифления 15 (фиг.1-4, 7, 8).

Запорное устройство может быть выполнено из различных полимерных материалов, например из прозрачного или полупрозрачного полиэтилентетрафталата-пластика, при этом крышка запорного устройства для удобства идентификации содержимого агента или характера проводимого анализа крови может быть окрашена в различные цвета.

Патентуемое запорное устройство используют следующим образом.

Полученную от пациента дозу крови помещают в контейнер, например пробирку, в донной части которой предварительно размещен актикоагулянт.

На торцевой части пробирки устанавливают запорное устройство. Для этого крышку 1 (фиг.1) вводят в горловину торцевой части пробирки, при этом кольцевой вертикальный паз 6 крышки 1 перемещается по боковой поверхности 13 торцевой части пробирки до соприкосновения с дном 5 паза 6.

Одновременно уплотнительная пробка, образованная боковой поверхностью 4 и дном 5 (фиг.1), с пластиной 3 для перемешивания входит во внутреннюю полость пробирки и надежно фиксируется в его торцевой части. В фиксированном положении запорного устройства нижняя часть пластины 3 для перемешивания исследуемой крови располагается в непосредственной близости от донной поверхности пробирки.

После взятия крови пробирку с пробой крови и антикоагулянтом необходимо качественно перемешать, предотвращая вспенивание. Качественное перемешивание взятой пробы крови позволяет добиться однородного распределения в ней антикоагулянта, а повторное перемешивание непосредственно перед проведением анализа необходимо для обеспечения однородного распределения элементов крови во всем объеме пробы.

Для осуществления перемешивания пробы крови с антикоагулянтом крышку 1 плавно вращают вокруг своей оси, при этом пластина 3 осуществляет эффективное перемешивание взятой пробы крови без разрушения форменных элементов крови. Повторное перемешивание пробы крови в пробирке осуществляют аналогичным образом непосредственно перед проведением анализа.

Разработанное запорное устройство успешно прошло медицинские испытания, которые подтвердили технические и эксплуатационные преимущества патентуемого запорного устройства по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.

Медицинская практика подтвердила повышение точности результатов анализа взятой пробы крови за счет уменьшения механического разрушения форменных элементов крови при его перемешивании. Отмечена оптимизация процедуры перемешивания крови пациента за счет исключения таких традиционных и непродуктивных процедур, как «резкое встряхивание», «резкое переворачивание» и т.п.

Получение более точных и объективных результатов исследований параметров крови пациента позволяет повысить качество и надежность диагностики состояния пациента, осуществлять адекватный выбор медикаментозной терапии, средств и способов лечения пациента.