专利名称：用于从哺乳动物吸奶的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种从具有乳头的所有哺乳动物吸奶的系统和方法，所 述哺乳动物包括但不限于哺乳动物和人。
背景技术：
多数雌性哺乳动物通过提供用于其幼仔生长的基本营养物的敏感 系统产奶。在大多数天然存在的情形中，随着幼仔根据需要(通常每天 几次)从母亲直接吸奶而使奶被直接消耗掉。由于多种原因(其中主要 是由于营养)，从有记载的历史之前起就从哺乳动物挤奶。在工业化国 家，手动装置为大量的机械装置所替代。目前，在用于动物或人的挤奶 设备中的工作原理纟艮少。
侧(正压〖;乳头外侧^负压)\之间的压力差。如^向;输送奶的^路 保持开放状态，则真空度越高，奶出得越快，直至到达峰值流量。为了 尽可能降低使影响哺乳动物健康、产品质量和保质期以及投资的不期望
效果并同时减少出奶时间和增加产量(在每天桥2~3次奶范围内)，在 工业中引入了脉冲式真空，并且其得到普遍运用和广泛接受。在模拟天 然哺乳过程的启发下，在健康和效率之间进行了必要的折衷，于是出现 了今天市场上的奶和乳制品。
当前用于通过结合脉沖和恒定真空来从哺乳动物挤奶的发明的局 限主要在于哺乳动物健康、出奶效率和奶的质量。
更具体地，哺乳动物的健康受到现有技术的以下属性妨碍或危害， 现有技术中根据特定范围的现有乳头尺寸设计和建造，并且其直径比所 述乳头要大。不同的乳头尺寸通常意味着不同的血流需求等以及可能更 专业化的处理以获得最佳的健康保障和出奶效率。在许多(如果不是全 部)现有的动物挤奶设备中，迫使乳头和乳头末端频繁地、周期性地与 挤奶管形状全部或部分地接触并塌陷。所述发明对乳头的这种接触和塌陷可能使乳头、乳头末端括约肌、乳头窦(或拥有乳头池的哺乳动物(如 多数哺乳动物)体内的乳头池)损伤和变形，并且可能加剧乳腺炎感染、 乳头窦脱皮和进一步损害动物的健康。
在挤奶过程的各个阶段，乳头尺寸根据奶压和对血流的需求而变 化。尽管乳头的变化和需求在各个工艺阶段是不同的，但是挤奶管内的 真空和其反复塌陷所施加的机械力与乳头生理机能的特定表现是相反 的(例如，当乳头的生理机能因高奶压而表现出膨胀趋势时，挤奶管施
加压缩力；而当乳头生理机能因低奶压表现出收缩趋势时，真空施加膨 胀力)。
当前的大多数现有技术发明在高真空度和脉动水平下操作，以确保 挤奶杯"悬浮"在乳头上并减少出奶时间。施加这种真空和脉沖时的挤 奶管塌陷可能主要以椭圆形或三角形形状膨胀、伸长、损伤和压缩乳头 窦和乳头末端括约肌，并且可能使挤奶杯逐渐上升靠近暴露出的乳头或 可能引起脱皮或挤奶过度。
施加高真空度的另一不利作用是真空度使血液集中在乳头的高度 敏感区域上，从而以多种方式损伤动物或使其易于损伤或伤害。此外， 由挤奶衬管的反复塌陷和膨胀引起的乳头末端下方所施加真空度的波 动可能使奶经过仍开放的乳头末端的括约肌回流到乳头窦中。这种奶可 能含有源自环境或其它动物的、可能仍然滞留在挤奶衬管上(来自液滴 或先前的使用)的病原体，这可能进一步引发乳腺炎感染。
挤奶真空度的波动可以促使乳腺炎病原体在奶牛之间以及通过挤 奶杯在牛舍之间传播(交叉感染)并增加乳腺炎的发病率。这些波动可 能使挤奶杯内的真空梯度瞬间反转，迫使空气和奶沿短的挤奶管向上朝 乳头末端运动。所形成的奶滴气溶胶可以以足够的速度到达乳头末端 (乳头末端冲击)并进入乳头导管(Thompson, P. D.和R. E. Pearson, 1979， 1983 )o
由脉沖引起的反向压力梯度(RPG)在正常的^5条件下可以存在于 糾杯中(Sagi R., R. S. Gates,和N. R. Scott 1983 )。由^5衬管滑动引 起的RPG在低奶流量期间或奶流停止之后出现，并且，除了乳头末端冲 击之外，由进气引起的RPG可以使乳头内的真空度暂时大于^5衬管内的真空度，从而产生势能将乳头外面的病原菌吸入乳头管内(Zehr P. D.， D. M. Galton, N. R. Scott，和C. S. Czamiecki， 1985 )。
当i^乳头池的奶流量小于流出乳头管的流量时发生,过度。在挤 奶过度期间接口管室的真空度通常增加，并且波动变得更大。如果乳头池 中的真空度在短时间内高于乳头末端下方的真空度，则乳头管内的RPG 可以引起细菌侵入乳头池。在挤奶前的乳头准备、连接挤奶装置、挤奶和 拆卸期间可能出现RPG。总体风险包括空乳头(Rasmussen et al.， 1994 )， 并且^5过度会因此增加细菌进入乳头的可能性。
在,期间，乳头末端的括约肌打开和闭合，其内部可能,皮拉出或作 为乳头末端的外翻物。在^M/5结束时，括约肌内的肌肉从^5衬管的压缩 状态中松弛，并且使括约M^5之后仍开放一段时间。这使乳腺暴露于 感染环境细菌(环境乳腺炎)的危险。
环境感染据认为是当没有特定毒力因子的细菌穿透乳头括约肌的结果 (Eberhart et al. 1979; Smith et al. 1985 )。据认为这些暴露多数出现在挤 奶之间。因为奶牛的乳头括约M^^W^^5之后保持打开，所以控制这些 感染存在困难(McDonald, 1975a )。
通过打开和关闭挤奶衬管施加到乳头末端的机械力的累计时间^JL生 乳头末端角化过度(HK)的一个重要因素。乳头末端HK是挤奶期间打 开和闭合挤奶衬管所施加机械力的结果(Woolford和Phillips, 1978; Grindal， 19卯)。
挤奶衬管的塌陷在研究中是作为有利于挤奶村管的潜在优点而提及 的。在乳头中血流量低的时间内，收缩的肌肉仍然消耗组织中可用的氧， 直至肌肉放松而使组织重新获得动脉血流。因此，已经表明肌肉的收缩与 伴随乳头收缩的胞外流体循环事件发生的组织氧减少的两个方面相关a ) 动脉血流的暂时性阻塞和b )收缩的肌肉纤维所消耗的氧增加(Williams et al. 1978, 1981 Mein和Williams, 1984; Lefcourt 1982a和b; Hamann和 Burvenich， 1994 )。
多数现有技术发明以脉冲形式(压力和真空交替进行)吸奶，结果显 著阻碍出奶速度，由此增加出奶时间并搅动奶流，这可能促进脂解，降低奶的质量，并且4吏脂肪沉积到系统的壁和管上。这些沉积物可能尤其会降 低系统中弹性和塑料部件的使用寿命，并且不利于卫生。
现有技术中的全部动物^5设备都包括接触乳头、消毒和使用后再次 利用的部件。目前用于保持这些设备卫生的方法可以促进但是不能保证与 乳头接触的部件无菌，并且，在卫生处理方法之后，它们可能成为污染物 的载体。例如在亚临床的乳腺炎病例(其几乎不为动物管理人员提供指征) 中，被污染的挤奶管可能污染用其挤奶的下一个乳头，并最终污染所挤出 的奶，如果乳头受刺激或甚至受轻伤的话，情况还会加重。尤其是在自动 的机器化挤奶系统中，可再利用部件的使用可以导致结构或功能完整性和 稳定性、尤其是弹性部件的结构或功能完整性和稳定性不可控制地劣化， 这能够损害乳头、奶质量和i殳备。
被挤奶的哺乳动物的健康直接影响所产奶的质量和数量。奶中的S.C. 计数升高越多，则奶产量成反比地降低。动物患病越重，则其产奶越少。 利用多数现有技术发明挤出的奶可能含有增多的病原体量，在奶准备用于 消费之前必须除去的这些病原体通常用巴氏杀菌法或UHT方法除去。含 有高细菌计数的奶的保存期较短，耐热性较差。此外，痕量抗生素、其它 处理物或甚至残留的细菌孢子最终可能i^最终产品中。这些情况M碍 生产工艺，不利于奶的卫生和质量。奶质量还会影响奶的价格，并且可能 阻碍生产商获得较高的奶价，其进而阻碍效率。
需要组装和拆卸一些现有技术的制品以及需要计算可再用设备的 使用也会阻碍效率。此外，与乳头和乳房接触的可再用设备的使用还需 要人力进行卫生处理，产生来自卫生处理废品的环境负担，并且需要额 外的用于提供卫生处理方法及其应用的空间和开销。
吸奶器是公知的，用于从哺乳期妇女移除/挤出奶以供嬰儿食用。基 本的吸奶器类型是手动型、电池供电型和电动型。吸奶器的最重要部件 之一是奶罩，奶罩直接配合在乳头上并在乳晕周围形成密封。由泵产生 的吸力或真空将乳头吸入奶軍的通道中。
泵的吸力强度和循环速率也是重要的因素。具有高抽吸压力和循环 速率的吸奶器经常引起不适和疼痛，而具有低抽吸压力和循环速率的另 一些吸奶器效率低下甚至不能吸出奶。延长抽吸可能刺激乳头并造成乳房损伤。
高压可造成乳头和乳晕疼痛、乳头起泡以及损伤敏感的乳房组织。 低循环泵中的循环倾向于偏长，由于抽吸和拉扯乳房和乳头组织过久而 会引起疼痛。
多数吸奶器仅限于一种标准奶罩。由于乳头的尺寸和形状，看似符 合一名哺乳期妇女的奶罩可能对于另一名妇女而言完全不舒月艮。
偏小或紧密配合的奶罩可在泵的每次真空运动时引起与通道侧壁 的摩擦，而这种摩擦会引起疼痛，导致乳头触痛或疼痛。因为偏小的奶 軍挤压乳头内将奶运出乳房的导管，所以还会影响乳房的排空并导致供 奶出现问题。这导致奶移除不完全，并可导致导管堵塞、乳腺炎和奶量 少以及乳房充血的问题。乳房充血使乳房变得饱满、发硬、肿胀，并且 难以挤奶或喂养嬰儿。
偏大或宽松的奶罩通过所施加吸力将乳头进一步抽吸、拉长和延伸 到奶罩的通道中，导致乳头被吞入并损伤，给哺乳妇女带来更多的疼痛。
惯于使用吸奶器还耗费哺乳妇女过多的时间和精力。吸奶器是自动 运行的，当妇女感到乳房和乳头区域的疼痛(通常来自施加的吸力)时， 可容易地中断其运行。
女从该乳i反i取;并且7吏所述情况i化，从受伤的乳i喂养婴儿也变 得过于痛苦。这种情况可能导致妇女停止用母乳喂养婴儿。
乳头軍是在喂养婴儿时戴在哺乳妇女乳头和乳晕上的人工乳头。它 们通常由柔软的材料制成，嬰儿吮吸乳头軍，乳头革末端有孔以允许乳 汁流过。
在以下情况时暂时性使用乳头罩婴儿难以咬住平坦或凹陷的乳 头，或早熟婴儿的嘴小而难以保持正确的吮咬或者吸力减小或削弱，或 者婴儿分不清乳头并且相比母亲乳房更喜欢人工乳头。少、奶供应减少、乳头疼痛和/或损伤增加、干扰正确吮咬、嬰儿对乳 头軍的味道或感觉的偏好以及使嬰儿从乳头罩断奶的问题相关。
从人乳房挤奶的正常过程(尤其在嬰儿的牙齿开始显露之前和之 后)可能对于乳头的状况是危险的，因为婴儿在乳头上摩擦其受刺激的 齿龈或新生牙齿，咬住乳头或者引起伤害或其它刺激。
鉴于现有技术的前述和其它局限，关于乳头解剖学、生理学和动力 学、血流、乳头和哺乳动物的安全、奶质量和数量、出奶速度和生产过 程的总体质量和效率，需要一种新的吸奶系统和方法以克服前述局限。
发明内容
本发明的主要范围是提供一种用于从哺乳动物吸奶的新型系统和 方法，所述系统和方法确保用于哺乳动物的更加安全、更加有效率、产 量更高和更完全的吸奶过程。
通过具有最佳乳头末端健康和最佳的乳头末端括约肌/输乳管来实 现安全性。这可以通过不与乳头末端括约肌/输乳管接触和通过保持和 支持乳头抵抗任何病原体入侵的天然防御来实现。还通过乳头末端的强 壮和健康、使乳头窦的脱皮最小化以及消除挤奶过度和乳头内部区域中 的真空通道来实现安全性。
还可以通过确保最佳的乳头上血流以促进更好的氧合并使其在挤 奶期间和之后保持健康的状态来实现安全性。这可以通过使用在吸奶过 程中支持乳头生理机能的弹性系统来实现。
还可以通过在吸奶过程之后支持乳头逐渐恢复其生理状态的过程 来实现安全性。这可以通过在撤除系统时回缩动作的弹性系统的收缩力 来实现。
通过确保最佳的哺乳动物和乳头健康、具有完全的吸奶过程、连续 的最大奶流、最少的吸奶时间和系统在乳头上的最少附着时间来实现效 率。还可以通过在与真空、大气空气、乳房内压力和期望的乳头血流之 间的连续平衡通过最佳奶流控制来实现效率。
还可以通过吸奶系统的筒单操纵、显著简化系统设置、减少系统部件数目、降低系统制造成本、降低卫生处理成本和时间来实现效率。
本发明的另 一范围是提供一种用于从哺乳动物吸奶的新型系统和 方法，所述系统和方法只将真空施加到乳头末端括约肌/输乳管周围的 区域上。
本发明的另 一范围是提供一种从哺乳动物吸奶的防止乳头、乳头末端 和奶流接触污染物的新型系统和方法。这可以通过在整个过程中该系统在 乳头上的最佳配合和附着来实现。
本发明的另 一范围是提供一种从哺乳动物吸奶的、消除病原体从一个 乳头表面潜在转移至另一乳头表面上的可能性的新型系统。这可以通过应 用单次使用的弹性系统来实现。
本发明的另 一范围是提供一种用于人乳房的新型吸奶系统和方法，该 系统和方法为乳晕和乳头提供保护，提供最佳的乳房排空，有效地促进奶 流，保持和改善乳房里的奶供给，帮助婴儿正确地吮咬乳房，进一步使吸 奶变成对哺乳母亲和嬰儿而言健康、舒适和满意的过程。
本发明的另 一范围是提供一种人乳房上的新型吸奶系统和方法，该系 统和方法使哺乳母亲喂养嬰儿更长的时间，因此他/她将持续获得他/她母 亲乳的益处。
根据本发明的用于哺乳动物的吸奶系统可由弹性系统和真空源构成。 通过经真空源施加真空，弹性系统从乳头末端区域(输乳管出口区域周围) 上至乳房结束和乳头开始处形成、差动、密封和配合相应乳头，而不接触 乳头末端处的括约肌/输乳管。在整个吸奶过程中，弹性系统才艮据乳头生理 学和乳头动力学(基于奶压变化、血流和所施加真空的效果)所表现出的 趋势与上至整个乳头皮肤表面的区域成比例^目互作用，并且在过程之后 支持乳头的生理性恢复。
根据本发明的从哺乳动物吸奶的方法可包括由弹性系统和真空源构成 的系统。通过经真空源施加真空，弹性系统从乳头末端区域(输乳管出口 区域周围)上至乳房结束和乳头开始处形成、差动、密封和配合相应乳头，
而不接触乳头末端处的括约肌/输乳管。在整个吸奶过程中，弹性系统祁^据 乳头生理学和乳头动力学(基于奶压变化、血流和所施加真空的效果)所 表现出的趋势与上至整个乳头皮肤表面的区域成比例J^目互作用，导致连续而完全的吸奶并在过程之后支持乳头生理性恢复。
与其它范围一起，表示本发明特征的这些特征和优点通过具有如各权
些以及其它的范围、特征和优点，并且在阅读以下优选实施方案的详细说 明之后会变得显而易见，其中附图标记在全文中对应于各自相应的项目。
图l显示弹性系统的一个实施方案的透视图。
图2显示在所要求保护方法的一个应用中，在连接至真空源的弹性 系统形成、差动和配合到奶牛乳头上之前的吸奶系统的一个实施方案的 纵剖面。
图3显示在所要求保护方法的一个应用中，在弹性系统在奶牛乳头 上逐渐形成和差动期间、当乳头中奶压增加时的吸奶系统的一个实施方 案的纵剖面，其中弹性系统连接至真空源。
图4显示在所要求保护方法的一个应用中，在弹性系统形成、差动、 密封和配合到奶牛乳头之后且在乳头中奶压到达峰值时的操作期间的 吸奶系统的一个实施方案的纵剖面，其中弹性系统连接至真空源。
图5显示在所要求保护方法的一个应用中，在吸奶过程结束、奶牛 乳头中奶压降低时的吸奶系统的一个实施方案的纵剖面，其中弹性系统
连接至真空源。
图6显示在所要求保护方法的一个应用中，在吸奶过程结束、真空
态)的吸奶系统的一个实施方案的纵剖面，其中弹性系统连接至真空源。
图7显示在所要求保护方法的一个应用中，在连接至真空源的弹性 系统形成、差动和配合到人乳房上之前的吸奶系统的一个实施方案的纵 剖面。
图8显示在所要求保护方法的一个应用中，在连接至真空源的弹性 系统形成、差动和配合到乳房上之后和操作期间的吸奶系统的一个实施方案的纵剖面。
图9显示在所要求保护方法的一个应用中，在吸奶过程结束、从乳 房上移除吸奶系统时的吸奶系统的 一个实施方案的纵剖面。
具体实施例方式
根据本发明所示的实施方案展示了通过利用针对每个乳头的系统 (500)从哺乳动物吸奶，所述系统(500)可由弹性系统(100)和真空源 (200)构成。
才艮据图1,弹性系统(100)为大致锥形的结构。
弹性系统(100)的主要特点是它的弹性，弹性使其执行其基本功能。 这些包括形成、差动、密封和配合在为每个乳头设计的全动态范围内的不 同乳头尺寸上(静态和动态长度和宽度)，以及在移除之后弹性系统(100 ) 的收缩。
弹性系统(100)的长度、宽度和壁厚是根据哺乳动物的乳头解剖学并 考虑到静态和动态状态下的长度和宽度确定的。
弹性系统(100)的上部区域(110)可以形成表现出较低弹性并与变 形力更有力地相互作用的顶部周围的至少一个区域(111)。这可由收缩特 性(更厚的材料厚度)或由材料的选择(所迷区域中刚性更高的一种或更 多种材料)引起。所述区域(lll)可以是环形的或供本发明方法应用的任 意合适的形状。
弹性系统(100)的中部区域(120)延续上部区域(110)的向下锥形 曲线。
中部区域(120)的下部采用接近垂直的曲线，形成下部区域(130)。
的至少一个下端区域(131)。与上部环形区域(111)相同，这可由收缩特
并且所述区域(131)可以是环形或供本发明方法应用的任意合适的形状。
如图2所示，环形区域(111)用作弹性系统(100)与真空源(200) 的连接装置。环形区域(lll)的截面可以是圆形的、方形的或在操作和施提供足够密封的形状组合。所述环形区域(111)可以是弹性系统(100) 的无缝延伸物，并且与真空源(200)的连接可以采用适于本发明方法应用 的任意方式。
下端环形区域(131)可以用于密封或保持弹性系统(100)内部和真 空源内部(201)之间的压力连通和平衡，并且在乳头长度达到弹性系统
(100)的长度的情况下将乳头限制在弹性系统(100)内。为了提供足够 的方法应用，下端环形区域(131)的纵剖面表面可以是圓形的、方形的、 表面组合或延伸到与真空源(200 )的接触点或直接延伸到集奶容器的延伸 物。在长乳头(例如水牛乳头)上的弹性系统(100)的具体应用中，可以 在弹性系统(100)的环形区域(131)内形成延伸物，该延伸物可以固定 在真空源(200)的至少一个区域上以辅助从乳头(未显示)移除弹性系统
(100)的操作。
真空源(200)可由刚性凹形元件构成，其内表面(201)传递真空、 奶和大气空气。
真空源(200)可以具有支持其有效性和效力(尤其是它的奶和真空传 输性能)的任意形状，其优选形状是其下部区域(230 )与其上部区域(210 ) 相比可以逐渐变窄。可以更优选所述结构以及类似的结构，前提条件是它 们提供更平稳的奶从乳头的流动，并使湍流最小化，从而进一步防止奶的 脂解。
真空源(200 )可形成用于连接弹性系统(100 )的顶部环形区域(111) 的至少一个附着配合区域(211 )。
根据一些具体的实施方案，根据被挤奶哺乳动物的一般类别和各自乳 头/乳房结构的具体特征，才艮据弹性系统(100)更换操作，根据手动和自 动安^7移除操作和根据优选的建造方法，配合区域(211)可以在周围上， 并且可以位于真空源(200)上的不同内部和外部位置处。
在真空源(210)的内部或外部区域内可存在至少一个周缘(212)。所 述缘(212 )可以是周向的，并且可以形成于沿真空源(200 )上部区域(210 ) 的各种可能结构中或在真空源的配合区域(211)中，包括但不限于多个竖 直交替的缘(未显示)和/或沿纵轴呈径向对称的多个重叠的缘。缘(212) 可以延伸，使其延长物可以形成弹性系统(100)，如同真空源(200)与弹 性系统(100)制造成单个制品似的(未显示)。真空源的上端(210)、配合区域(211)和缘(212)可以制造为向具 有静脉丛的动物的静脉^R供界面支撑区域。如图2所示，在其在乳头上形成、差动和配合之前的弹性系统(100) 的中部(120)和下部(130)横截面直径小于乳头末端(乳头末端括约肌 周围的区域)的直径。所述结构更适于同一哺乳动物类别的不同乳头直径。 例如，对于具有大直径的奶牛乳头，弹性系统(100)将在中部区域(120) 处密封以防大气空气流入。在具有小直径的奶牛乳头的情形中，弹性系统气空气^"。图中示出了在根据本领域内广泛公知和接受的原则进行所需 的预先刺激之后的奶牛乳头。乳房和乳头池中的气泡状奶的累积使内部奶 压增加，并且使乳头和乳头池的外周变宽和伸长，并且Ftirstenberg rosette 和条紋管(部分或全部)膨胀。当系统(500 )以手动或自动方式接近乳头 末端时，真空通过真空源的下端区域(230 )施加到真空源的内部区域(201 )。如图3所示，根据乳头末端的真空度和乳头池中的奶压增加以及关于 从乳头括约肌周围的区域起至整个乳头的长度和外周，施加了真空的弹性 系统开始逐渐在乳头上形成和差动，乳头穿过其上端区域(110 )和中部区 域(120 )。在图4中，弹性系统(100)充分形成、差动，在乳头末端处在乳头末 端括约肌周围的至少弹性系统下部区域(130 )处密封以防止大气空气流入 并在从乳头末端区域处(输乳管出口区域周围)直至乳房结束和乳头开始 处配合到乳头上，而不与乳头末端的括约JI/L接触。乳头池和乳头末端条紋管内的奶所施加的内压以及在乳头末端括约肌 区域处施加的真空克服了弹性系统(100 )在乳头末端括约肌区域周围施加 的压力，从而使乳头括约肌打开，出现连续的吸奶流。可以从真空源(200)的任意区域或在后续输乳管中的任意点或区域或 元件处以受控、恒定或周期性的方式(未显示)提供与奶流输i^目关的大 气空气流入。如图4所示，在连续的奶流达到其"^值的阶段中体现出了乳头动力学。 弹性系统(100 )与乳头动力学相互响应，并使之成为促进最佳健康和生产 特性的形状。弹性系统(100 )施加在乳头上的力与乳头的肌肉结构所施加 的力相互作用并与之成比例，从而保持乳头的形状。弹性系统(100)施加向方向上。与乳头的水平膨胀方式相同，弹性系统(100)施加在乳头上的垂直力将乳头向上推，并且 显著防止不期望的乳头伸长；除了较少压迫垂直肌肉之外，还更好地促进 血液流到乳头末端。弹性系统(100)使乳头保持形状，以与最佳奶流、用 于供给乳头的最佳血流(具有充足的血液以利于其健康地起作用)最好地 配合。简言之，整个乳头通过弹性系统(100)的压力得到增强，该压力作为一组外部的相同肌肉，与乳头的肌肉结构合适地相互作用。换言之，弹性系统(100 )施加在乳头上的力与通过乳头生理学表现的趋势成正比。拉伸 的趋势约大，则来自弹性系统(100)的使乳头保持最佳长度的响应越强。 同样，周向加宽的趋势越大，则保持其形状的弹性系统(100)的响应越强。如图5所示，在吸奶过程结束期间，由于乳房和乳头中的奶减少，乳 头内压力逐渐减小。弹性系统(100 )根据其在此阶段的需要而在乳头上进 行调整。乳头内压力的减小使乳头壁的水平和竖直肌肉结构放松，并且使 来自弹性系统(100)的压力随之降^f氐。如上文所述，弹性系统(100)所施加的压力与乳头末端区域的相互作用也减少。奶流的逐渐减少伴随着乳头管和乳头末端括约肌的逐渐收缩，并且弹性系统(100 )响应于这种压力 降低，直至奶完全流出，从而消除脱皮、^5过度以及真空穿过乳头或乳 头的内部区域。由于括约肌总是有保持闭合的趋势，所以该系统总是在乳 头末端施加合适的力。随着奶流降低至零，这种力减少，但是仍然有效地 闭合括约肌以防止真空进入乳头池。如图6所示，通it^吸奶过程结束时切断系统(500)中的真空，在没 有真空的膨胀力的情况下，弹性系统(100 )逐渐回缩并恢复其在下部区域 (130)、中部区域(120)和上部区域(110)处的形状。弹性系统(100) 在乳头末端括约肌/输乳管周围沿纵向和径向上以及朝中央轴施加收缩力， 与乳头逐渐解除密封并脱离，而不与乳头末端处的括约肌/输乳管相接触， 且支撑乳头恢复其生理状态。可以才艮据优选的应用以手动或自动方式移除 系统(500)。图7中描述的实施方案特别着重于从人乳房吸奶。其显示弹性系统 (100)与真空源(200)在上部区域(111)处相连。弹性系统(100)的 中部和下部直径在形成、差动并配合到乳房上之前小于乳头末端的直径。根据图8，利用通过可以放在婴儿嘴里的或可以是任意种类的吸乳器 的真空源(200 )施加的(恒定/周期性的)真空，弹性系统(100 )在乳房 的乳晕组织和周围皮肤周围形成、差动、密封并配合哺乳母亲乳房的形状、 解剖学和生理学，而不与乳头末端区域的乳头导管相接触。从嬰儿嘴里(间接吮吸作用)或乳房泵施加的真空作用主要施加到乳 头导管周围的乳头末端区域上，从而将奶通过它们自由而安全地引出。由于吸奶期间导管中的奶压动力学，弹性系统(100)与哺乳母亲的乳 房和乳头相互作用，奶从乳头导管中容易、快速地流出，而不引起任何疼 痛。当婴儿在适当形状的真空源(200)上吸奶时，他/她提供了系统(500) 操作所需的真空，并且直接消耗掉奶。即使当嬰儿可能咬或以其它方式损伤乳头时，他/她也不与乳头直M 触。婴儿的嘴仅接触真空源，其可以设计为与哺乳母亲乳头类似的形状。通过利用置于真空泵上的系统(500)吸奶，奶可以稍晚些时候供婴儿 食用。如图9所示，在吸奶之后，系统(500)的移除支持乳房恢复其生理状 态的过考呈。根据所述实施方案，本发明确保了吸奶速度^* (即连续的奶流量)、 所施加真空、大气空气、乳头内的奶压变化和乳头血流的动态平衡。这是 通过整个吸奶过程中根据乳头动力学通过弹性系统(100 )在乳头皮肤上施 加的力而实现的。弹性系统(100 )在乳头上施加的力与乳头生理学和乳头肌肉结构所表 现出来的趋势相互作用并成正比，这确保了绝不会引起乳头皮肤疼痛。在 吸奶期间和之后，健康的乳头皮肤增强了乳头对病原体侵入的抗力。吸奶过程期间的奶流大小是随以下^lt变化的变量可用的/乳头池和 乳腺泡(alveolar)的奶的量、从乳房和乳头内的奶所产生的压力和在乳头 末端括约肌/输乳管处施加以吸出奶的真空。乳头末端括约肌/输乳管的打 开和闭合总是由这些M的变化引起。弹性系统(100)的动力学根据吸奶过程期间的乳头需要提供有利的条 件和感觉，这种有利的条件和感觉促进乳头组织的最佳血液流动和氧合作用。所述感觉与促iiA时释放催产素有关，导致更大量的乳腺泡奶可作为 乳头池奶用于引出，进一步导致根据特定的哺乳动物生理需求的全面参数 化的产率和能力增加。应用该方法的系统(500 )的实施方案可以通过改变许多M和上述的 选择来获得。它们主要包括弹性系统(100)与真空源(200)的连接、形 成、渐近、至少在乳头末端括约肌/输乳管的周围区域密封以及弹性系统 (100)配合在乳头上、弹性系统(100)与乳头动力学和血液流动以及乳 头生理学所表现的趋势成比例i^目互作用、连续奶流和真空源(200)大气 空气的控制以及从乳头移除系统(500)的操作。不管实施方案如何，该方 法在以下情形中保持一致，即连续且完全的吸奶在通过4吏用形成、差动 以及在至少乳头末端括约肌/输乳管区域周围处密封并配合在乳头上的弹 性系统(100)来支撑乳头时，在弹性系统(100)与乳头动力学和血液流 动以及乳头生理学所表现的趋势成比例^目互作用时，在控制整个吸奶过 程中的奶流和大气空气时，在移除系统(500)以支持乳头恢复其生理状态时。实施方案的功能性、效率和实用性只取决于所需获得的具体期望效果， 尤其与具体哺乳动物的解剖学/生理学相关。在给定待挤奶的每种哺乳动物的平均乳头尺寸、乳头肌肉结构以及对 真空的耐受力的情况下，弹性系统(100)可以构建为具有各种壁厚(在静 态或动态下其可以局部或整体地改变弹性以及增加或减少对给定材料所 施加的力)、长度、曲线和形状。因此，吸奶性能参数仅依赖于弹性系统 (100)与被挤奶哺乳动物的构造和匹配程度、以及用于吸奶的真空。一些实施方案可以形成由单个或多个材料、作为单个元件或任意数目 的组合元件模制或以其它方式构建的弹性系统(100 )和真空源(200 )。实 施方案是作为元件组装体示出的，它们的各个构件的制造更为简单，成本 更低廉。弹性系统(100)和真空源(200)可以由如上解释的表现出弹性、柔 性和/或刚性的任意材料构成。这些材料可以是相同的或是多种材料(根据 需要，不透明的、透明的或半透明的)的組合。这些材料还可表现出各种 耐细菌或抗细菌性、放射耐受性和/或化学耐性，并且可以是可循环利用的。真空源(200)可以重复使用，其使用寿命取决于材料的选择、处理、 卫生和消毒处理。弹性系统(100)可以构建为具有各种使用寿命；用于单次〗吏用或有限 次数的使用。利用单次使用的弹性系统(100 )的显著优点是在4吏用之后不 需要消毒，并且没有病原体可能从一个乳头的表面传染到另一乳头表面、 可能感染同一动物或不同动物的几个乳头的可能性。从哺乳动物吸奶的系统(500)可以作为单个制品制造，并且它可以使 用额外的单次使用的弹性系统(100 )(类似于膜)，在吸奶过程之后可以将 其移除或允许其暂时保留在乳头上，以保护乳头免受可能的环境感染。注意，在本说明书全文中，弹性和刚性特性用于表示系统(500)和其 构件在真空应用期间的性质，并不限制形成系统及其构件的材料选择。对 本领域的技术人员来说显而易见，更为复杂的结构或直线或曲线的组合可 以产生类似的性能结果；该解决方案在功能方面最简单、可适用、效率高， 制it^来最容易，在经济上更为可行，即使以非常少的量或在^軟的地方 制造时也是如此。上述引用的实施方案只是作为举例说明，本发明仅通过所附权利要 求限定。
权利要求
1.一种用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，包括弹性系统(100)；弹性系统(100)的上部区域(110)，所述上部区域(110)包括用作将所述弹性系统(100)连接至真空源(200)的连接元件的至少一个连接装置(111)；弹性系统(100)的中部区域(120)，所述中部区域(120)与所述上部区域(110)相互连接；弹性系统(100)的下部区域(130)，所述下部区域(130)与所述中部区域(120)相互连接并包括至少一个约束装置(131)，所述约束装置(131)将乳头约束在所述弹性系统(100)内并且保持所述弹性系统(100)内部和所述真空源(200)内部(201)之间的压力连通和平衡；真空源(200)，其中其内部区域(201)提供真空、奶流和大气空气的传输；真空源(200)的上部末端区域(210)，所述上部末端区域(210)包括至少一个附着配合区域(211)，并且其用于弹性系统(100)的连接装置(111)的附着；和所述真空源(200)的至少一个缘(212)。
2. 用于从哺乳动物p及奶的系统(500)的弹性系统(100):其中所述弹性系统(100)设计为大致锥形的结构；其中所述弹性系统(100)的长度、宽度和厚度根据所考虑乳头在静态和动态M下的乳头解剖学、长度和宽度来确定；其中所述弹性系统(100 )的所述中部(120 )和下部(130 )直径在其形成、差动和配合至所述乳头上之前小于所述乳头末端的直径；其中所述弹性系统(100)在合适的真空源(200)存在下逐渐形成、差动、在括约肌/输乳管区域周围至少在所述乳头末端处密封、并从所述乳头结束区域在输乳管出口区域周围直至乳房结束和乳头开始处配合至相应乳头，而不与该乳头末端处的括约肌/输乳管相接触；其中在整个吸奶过程中所述弹性系统(100 )根据乳头生理学和动力学所表现出的^^势并根据所述乳头内的奶压和血流变化以及所施加真空的效果与上至整个乳头皮肤表面的区域成比例J^f目互作用；和其中通过关闭真空，所述弹性系统(100)逐渐收缩并恢复至其初始 形状，并且在所述乳头末端括约肌/输乳管周围沿纵向和径向并朝向其中心 轴施加收缩力，从而逐渐与乳头脱离，而不与所述乳头末端处的括约肌/ 输乳管相接触。
3. 根据权利要求1所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，其中所述上 部区域(110)的连接装置(111)和所述弹性系统(100 )的约束装置(131) 具有环形形状。
4. 根据权利要求1所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，其中所述弹 性系统(100 )的所述上部区域(110 )的所述连接装置(111)具有在操作 和施加真空期间使弹性系统(100)足以附着至真空源(200)的合适形状 的截面表面。
5. 根据权利要求1所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500),其中所述弹 性系统(100 )的所述下部区域(130 )的所述约束装置(131)到达与真空 源(200)的接触点以辅助从乳头移除弹性系统(100)的操作。
6. 根据权利要求1所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500 )，其中所述弹 性系统(100)的所述下部区域(130)的所述约束装置(131)止于集奶容 器。
7. 根据权利要求1所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，其中所述真 空源(200)由凹形的刚性元件构成。
8. 根据权利要求1所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500 )，其中所述真 空源(200)是所述集奶容器。
9. 根据权利要求1所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，其中向所述 真空源(200)的所述内部区域(201)恒定地提供真空。
10. 根据权利要求l所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，其中向所 述真空源(200)的所述内部区域(201)周期性地提供真空。
11. 根据权利要求l所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500),其中，根 据乳头/乳房结构、所述弹性系统(100)的更换操作、手动或自动更换以 及优选的制造方法，沿周围形成所述配合区域(211)以用于附着至所述连 接装置(111 )。
12. 根据权利要求l所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，其中所述缘(212)沿周围形成。
13. 根据权利要求l所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500),其中所述 真空源上端(210)、配合区域(211)和缘(212)设计为向乳头静脉g 供界面支撑区域。
14. 根据权利要求l所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，其中使所 述大气空气以恒定方式从真空源(200)的任意区域进入所述系统(500)。
15. 根据权利要求l所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，其中使所 述大气空气以周期性方式从真空源(200)的任意区域进入所述系统(500 )。
16. 根据权利要求l所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，其中所述 弹性系统(100)和真空源装置制造成具有不同的使用寿命。
17. 根据权利要求l所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500)，其中所述 弹性系统(100 )是单次使用的。
18. 根据权利要求1所述的用于从哺乳动物吸奶的系统(500 )，其中所述 弹性系统(100)和真空源(200)制造成单个元件。
19. 一种通过使用包括弹性系统(100)和真空源(200)的系统(500)从 哺乳动物吸奶的方法，其包括以下步骤通过真空源(200)施加真空的所述弹性系统(100)逐渐形成、差动、 在括约肌/输乳管区域周围至少在所述乳头末端处密封、并从所述乳头结束 区域(在输乳管出口区域周围)直至乳房结束和乳头开始处配合到相应乳 头，而不与该乳头末端处的括约肌/输乳管相接触；力#_乳头池和乳头末端条紋管中的奶所施加的内部压力以及在所述乳头 末端括约肌区域处所施加的真空所克服，从而打开所述乳头末端括约肌/ 输乳管；其中所述弹性系统(100 )根据乳头生理学和动力学所表现出的趋势与 上至整个乳头皮肤表面的区域成比例地相互作用，而在整个吸奶过程中由 所述弹性系统(100)施加在所述乳头上的力确保所施加真空、大气空气、 乳头内的奶压和血流变化以及吸奶速度的变量之间的动态平衡；和其中通过关闭真空，所述弹性系统(100)解除密封、逐渐收缩并且 在所述乳头末端括约肌/输乳管周围沿纵向和径向并朝向其中心轴施加收 缩力，从而逐渐与乳头脱离，而不与乳头末端处的括约肌/输乳管相接触。
全文摘要
本发明提供一种从拥有乳头的所有哺乳动物吸奶的系统(500)和方法，所述哺乳动物包括但不限于哺乳动物和人。系统(500)可由弹性系统(100)和真空源(200)构成。该方法可以包括由弹性系统(100)和真空源(200)构成的吸奶系统(500)。通过施加真空，弹性系统(100)从乳头端部区域直至乳房结束和乳头开始处形成、差动、密封并配合到乳头，而不与乳头末端的括约肌/输乳管接触。在整个吸奶过程中，弹性系统(100)根据乳头生理学和动力学(基于奶压变化、血流和所施加真空的效果)成比例地相互作用，导致连续而完全的吸奶并在吸奶过程之后支持乳头生理性恢复。
文档编号A61M1/06GK101636188SQ200880002793
公开日2010年1月27日 申请日期2008年1月17日 优先权日2007年1月23日
发明者乔治斯·帕帕耶奥尔尤, 埃洛纳·法尔卡, 安德烈亚·帕帕 申请人:埃洛纳·法尔卡;安德烈亚·帕帕;乔治斯·帕帕耶奥尔尤