具有结合到基底的热塑性模制品的医疗部件的制作方法

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本申请要求于2018年5月9日提交的美国临时专利申请号62/669,321的优先权，所述临时专利申请的全部内容通过援引并入本文。在与本申请一起提交的申请数据页中识别出外国或本国优先权声明的任何与所有申请根据37cfr1.57特此通过援引并入。

背景技术：

本披露总体上涉及适用于医疗用途的部件，并且更具体地涉及适用于向患者提供加湿的气体和/或从患者去除加湿的气体的部件。

相关技术描述

在医疗回路中，不同的部件向患者和从患者输送天然或人工加湿的气体。例如，呼吸系统可以包括呼吸装置，所述呼吸装置可以对通过呼吸装置的气体进行加湿和加热，以改善患者的舒适度和/或改善患者的呼吸疾病的预后。一些呼吸装置可以包括水储存器和用于加热储存器中的水的加热元件。在水被加热而温度升高时，形成了可以汇入通过呼吸装置的气体流的水蒸气。一些呼吸装置可包括：液体流量控制器，其用于提供受控的液体流；以及加热系统，其包括被配置为位于气体通道中并对通过所述通道的气体提供加湿的加热表面。

技术实现要素：

一些实施例提供了一种具有稳健的基底-模制材料界面的模制构件，其可以在升高的湿度和/或升高的温度环境下防止或延迟模制材料从基底上层离。

本文披露的一些实施例涉及加湿设备(例如，用于呼吸加湿，吹气等)。在一些实施例中，所述加湿设备包括气体流动通道。所述气体流动通道可具有内部区域和被配置为将气体接收到所述内部区域中的入口。所述气体流动通道可具有出口，所述出口被配置为允许将气体从所述气体流动通道的内部区域中传递出去。在一些实施例中，所述设备包括具有加热表面的加热器。所述加热器可以布置在所述气体流动通道的入口与出口之间。在一些实施例中，所述加热器被配置为加热由所述加热表面接收的加湿液体以加湿流过所述气体流动通道的气体。在某些实施例中，所述加热器包括印刷电路板(pcb)。所述pcb可以具有加热轨(heatingtrack)。所述pcb可以具有至少一个电触点。在一些实施例中，所述电触点被配置为接收和/或发送电信号(例如，来自电源等)。在一些实施例中，所述电触点被配置为从电源接收电力(例如，通过连接到电触点的电缆)并向pcb提供功率。在一些实施例中，所述电触点与加热轨呈电连通。在一些实施方式中，所述加热器包括布置在pcb的至少一部分上的模制材料。所述模制材料和pcb的一部分可以通过包括含硅连接体的结合层粘附。在一些实施例中，结合层将模制材料的至少一部分偶联到pcb。在一些实施方式中，呼吸设备被配置为向患者提供加湿的气体。

在一些实施例中，所述pcb可以从所述内部区域到所述气体流动通道外部的区域跨越所述气体流动通道的一部分。所述pcb的一部分可以暴露于所述气体流动通道的外部区域，而pcb的不同部分可以与所述气体流动通道的内部区域呈热连通。在一些实施例中，所述pcb与所述气体流动通道呈热连通。例如，在一些实施例中，所述pcb可以从所述气体流动通道(例如，从气体流动腔室中的气体)接收温度信息，将热能传递到气体流动通道(例如，加热气体流动通道中的气体)，或两者。

在某些实施方式中，pcb包括被配置为接收、传递和/或处理关于呼吸设备的内部区域的情况的信息的一个或多个电气部件。例如，在一些实施例中，pcb可以接收、传递和/或处理关于设备中的一种或多种气体的信息(例如，温度、压力和湿度数据)。在某些实施方式中，pcb包括被配置为接收、传递和/或处理关于气体流动通道的内部区域的情况的信息的一个或多个电气部件。pcb可以包括一个或多个传感器。在一些实施例中，pcb可以包括与气体流动通道的内部区域呈热连通的一个或多个温度传感器。所述pcb可以包括两个或更多个温度传感器，其中所述温度传感器中的至少一个被配置为测量所述加热表面的温度。所述pcb可以包括两个或更多个温度传感器，其中所述温度传感器中的至少一个被配置为测量模制材料的表面温度。在一些实施例中，所述pcb包括温度传感器，所述温度传感器被配置为在至少一个区域中检测所述加热表面是否被所述加湿液体润湿。所述一个或多个温度传感器可以位于所述加热表面处、所述加热表面上、邻近或接近所述加热表面。所述一个或多个温度传感器可以位于所述模制材料处、所述模制材料上、邻近或接近所述模制材料。在一些实施例中，pcb包括压力传感器、流量传感器、湿度传感器和/或流体液位传感器中的一个或多个。

在某些实施例中，所述pcb的加热轨与所述气体流动通道的内部区域呈热连通。所述pcb的加热轨可以被所述模制材料覆盖并且同时穿过所述模制材料与所述气体流动通道的内部区域呈热连通。例如，所述加热表面可以包括覆盖所述加热轨的所述模制材料的一部分。在其他实施例中，加热表面包括加热轨，并且加热轨(或其一部分)直接暴露于气体流动通道的内部区域。

在一些实施例中，所述模制材料覆盖所述pcb的电气部件和/或传感器中的一个或多个。所述模制材料可将一个或多个电气部件和/或传感器与气体流动通道的内部区域的直接接触隔开(例如，通过模制材料)。所述模制材料可以被配置为允许通过pcb的电气部件和/或传感器穿过所述模制材料监测气体通道的内部区域(例如，内部气体的温度、压力、湿度、存在多于一种气体的情况下不同气体的相对比率等)。

在一些实施例中，所述加湿设备包括加湿液体入口，所述加湿液体入口用于将所述加湿液体从储存器递送到所述加热器。在一些实施例中，所述加湿设备包括加湿液体入口，所述加湿液体入口用于将所述加湿液体从储存器递送到所述加热器的加热表面。在一些实施例中，入口被配置为将加湿液体(例如，水)滴在所述加热表面上。在一些实施例中，入口被配置为将加湿液体递送到将加湿液体引导至加热表面的设备的表面(例如，设备的壁、槽、斜坡等)上。在一些实施例中，所述加湿设备包括加湿液体预加热器。在一些实施例中，呼吸加湿设备包括加湿液体流量控制器。在一些实施例中，液体流量控制器包括计量系统和/或泵。在一些实施例中，加湿设备包括气体预加热器。

在某些实施方式中，模制材料包括热塑性材料和/或热固性材料。在某些实施方式中，模制材料包括热塑性材料。在某些实施方式中，模制材料包括热固性材料。在一些实施例中，模制材料包括注射模制的热塑性材料。在一些实施例中，模制材料包括包覆模制的热塑性材料。在一些实施例中，通过在pcb周围包覆模制热塑性材料来形成加热器。在一些实施例中，通过在pcb周围注射模制热塑性材料来形成加热器。在一些实施例中，通过在pcb周围插入模制热塑性材料来形成加热器。在一些实施例中，热塑性材料选自由以下组成的组：乙烯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、丙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、丙烯/丙烯酸酯共聚物、琥珀酸酐接枝的聚丙烯、琥珀酸酐接枝的聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺、乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、丙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、可交联聚乙烯、可交联聚丙烯、可交联聚烯烃及其组合。在一些实施例中，模制材料包括热固性材料。在一些实施例中，所述热固性材料包括硅酮橡胶、环氧树脂和聚氨酯中的一种或多种。

在一些实施例中，所述模制材料包封所述pcb的至少一部分。在一些实施例中，被所述模制材料包封的所述pcb的部分包括所述加热轨的一部分。在一些实施例中，pcb被包封使得pcb不暴露于气体流动通道的内部区域。在一些实施例中，模制材料使pcb与气体流动通道的内部区域物理隔离，同时允许pcb收集和/或分配关于通道的内部区域的信息(温度、湿度、气体流速等)。在一些实施例中，包封的pcb具有未被模制材料覆盖的部分(例如，在气体流动通道外部的pcb的部分)，使得可以与pcb(例如，用电线/电缆等)进行接触。在一些实施例中，所述模制材料在所述pcb与所述气体流动通道之间提供了屏障。在一些实施例中，模制材料提供了pcb与气体流动通道内部区域的完全隔开。在一些实施例中，所述pcb的至少一个电触点没有被所述模制材料包封和/或覆盖。

在一些实施例中，所述模制材料的一部分包括微通道和/或表面结构。在一些实施例中，所述微通道和/或表面结构被配置为接收、分配和/或保持所述加湿液体，如此所述加湿液体可以被所述加热轨加热。在一些实施例中，所述模制材料的一部分被配置为接收所述加湿液体并保留所述加湿液体，使得所述加湿液体可以被所述加热轨加热。在一些实施例中，所述模制材料的被配置为接收所述加湿液体的部分通过所述结合层偶联至所述pcb。在一些实施例中，所述模制材料是亲水的或疏水的。

在一些实施例中，结合层将模制材料化学地偶联到基底的一部分(例如，为pcb的一部分的基底的一部分)。在一些实施例中，结合层将热塑性塑料化学地偶联到加热器的一部分。在一些实施例中，结合层包括将模制材料连接到pcb的一部分的共价键、氢键、范德华力和离子键中的一个或多个。在一些实施例中，结合层包括在模制材料上的取代基与pcb上的取代基之间的共价键。在一些实施例中，结合层至少部分地通过环氧环、胺、琥珀酸酐、甲氧基和/或乙氧基部分中的一个或多个与羧基、胺、环氧环、琥珀酸酐和/或反应性硅醇部分中的一个或多个的反应形成。在一些实施例中，至少部分通过琥珀酸酐部分与胺部分之间的反应形成结合层。在一些实施例中，至少部分通过琥珀酸酐部分与仲胺部分之间的反应形成结合层。

在一些实施例中，所述含硅连接体是由以下表示的硅烷偶联连接体：

或其聚合的硅烷偶联连接体；其中**是与所述模制材料的附接点；每个r’独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基和-o-*，其中*是与所述pcb的附接点，并且所述r’中的至少一个是-o-*；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；并且-l-**选自由以下组成的组：

并且

-l″-**选自由以下组成的组：

在一些实施例中，所述含硅连接体是由以下表示的硅醇盐连接体：

或其聚合的硅醇盐连接体；其中r”独立地是氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，并且所述r”中的至少一个是-o-*并且所述r”中的至少一个是-o-**；并且y是单键、c1-c8亚烷基或c1-c8杂亚烷基，其中所述c1-c8杂亚烷基含有一个或多个选自o和n的杂原子。

在一些实施例中，所述含硅连接体是选自由以下组成的组的硅氧烷连接体：

及其聚合的硅氧烷连接体；其中每个z独立地是羟基或-o-*，其中*是与所述基底的附接点；每个z’选自由以下组成的组：环氧、伯和仲胺、琥珀酸酐和-l-**，其中**是与所述热塑性材料的附接点；-l-**选自由以下组成的组：

z”是氢或-l″-**，其中-l″-**选自由以下组成的组：

并且**是与所述热塑性材料的附接点；所述z中的至少一个是-o-*，并且所述z’中的至少一个是-l-**或所述z”中的至少一个是-l″-**；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；y’是c1-c8烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂烷基；z’”独立是羟基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，所述z’”中的至少一个是-o-*，并且所述z”’中的至少一个是-o-**；m是大于1的整数；并且

n是大于1的整数。

在一些实施例中，加湿液体包括水。

一些实施例涉及呼吸系统。在一些实施例中，呼吸系统包括气体(例如，空气、氧气等)流源。在一些实施例中，呼吸系统包括如上文或本文其他地方披露的加湿设备。在一些实施例中，呼吸系统包括吸气管。在一些实施例中，呼吸系统包括患者接口。在一些实施例中，气体流源被配置为提供高流量治疗。在一些实施例中，系统提供在从约2l/min至约150l/min的范围内的流速，或者如本文其他地方所披露的其他流速。

一些实施例涉及用于在呼吸系统或医疗吹气系统中使用的部件。在一些实施例中，所述部件包括电子部件，所述电子部件包括导电轨和基底，其中所述导电轨位于所述基底上。在一些实施例中，所述部件包括模制材料，所述模制材料模制在所述电子部件的至少一部分上。在一些实施例中，所述部件包括将所述模制材料与所述电子部件的至少一部分偶联的结合层。在一些实施例中，结合层包括含硅连接体。

在一些实施例中，所述结合层是与所述模制材料和所述电子部件不同的层。在一些实施例中，所述结合层包括共价键合至模制材料的侧基和共价键合至电子部件的相符侧基。在一些实施例中，所述侧基可以来自基底(例如，电气部件)，可以与或可以不与模制材料的侧基共价连接。在一些实施例中，结合层将模制材料化学地偶联到所述电子部件的部分。在一些实施例中，所述结合层包括将所述模制材料连接到所述电子部件的部分的共价键、氢键、范德华力和/或离子键中的一个或多个。在一些实施例中，结合层物理地偶联所述模制材料和所述基底(例如，电子部件)。

在一些实施例中，通过环氧环、胺、琥珀酸酐、甲氧基或乙氧基部分中的一个或多个与羧基、胺、环氧环、琥珀酸酐或反应性硅醇部分中的一个或多个的反应形成所述结合层。在一些实施例中，通过琥珀酸酐部分与胺部分之间的反应形成结合层。在一些实施例中，琥珀酸酐部分由电子部件提供，并且胺部分由模制材料提供。在一些实施例中，电子部件和琥珀酸酐部分由模制材料提供。在一些实施例中，结合层由琥珀酸酐部分与仲胺部分之间的反应形成。在一些实施例中，琥珀酸酐部分由电子部件提供，并且仲胺部分由模制材料提供。在一些实施例中，仲胺部分由电子部件提供，并且琥珀酸酐部分由模制材料提供。

在一些实施例中，所述含硅连接体是由以下表示的硅烷偶联连接体：

或其聚合的硅烷偶联连接体；其中**是与所述模制材料的附接点；每个r’独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基和-o-*，其中*是与所述pcb的附接点，并且所述r’中的至少一个是-o-*；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；并且-l-**选自由以下组成的组：

并且

-l″-**选自由以下组成的组：

在一些实施例中，所述含硅连接体是由以下表示的硅醇盐连接体：

或其聚合的硅醇盐连接体；其中r”独立地是氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，并且所述r”中的至少一个是-o-*并且所述r”中的至少一个是-o-**；并且y是单键、c1-c8亚烷基或c1-c8杂亚烷基，其中所述c1-c8杂亚烷基含有一个或多个选自o和n的杂原子。

在一些实施例中，所述含硅连接体是选自由以下组成的组的硅氧烷连接体：

以及其聚合的硅氧烷连接体；其中每个z独立地是羟基或-o-*，其中*是与所述基底的附接点；每个z’选自由以下组成的组：环氧、伯和仲胺、琥珀酸酐和-l-**，其中**是与所述热塑性材料的附接点；-l-**选自由以下组成的组：

z”是氢或-l″-**，其中-l″-**选自由以下组成的组：

并且**是与所述热塑性材料的附接点；所述z中的至少一个是-o-*，并且所述z’中的至少一个是-l-**或所述z”中的至少一个是-l″-**；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；y’是c1-c8烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂烷基；z’”独立是羟基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，所述z’”中的至少一个是-o-*，并且所述z”’中的至少一个是-o-**；m是大于1的整数；并且n是大于1的整数。

在一些实施例中，电子部件是印刷电路板(pcb)。在一些实施例中，pcb是刚性的或柔性的。

在一些实施例中，电子部件包括硅酮橡胶、陶瓷、金属、玻璃纤维、纤维玻璃、上浆纤维玻璃(sizedfiberglass)、蚀刻箔、填充聚合物、环氧树脂(epoxyresin)、酚醛树脂、纸或聚酯树脂、聚酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、环氧树脂(epoxy)、聚乙烯、铜、油墨或其组合。

在一些实施例中，电子部件的提供有模制材料的部分在呼吸系统中暴露于热量和湿气。

在一些实施例中，模制材料包括热塑性材料或热固性材料。在一些实施例中，使用热塑性材料。在一些实施例中，热塑性材料选自由以下组成的组：乙烯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、丙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、丙烯/丙烯酸酯共聚物、琥珀酸酐接枝的聚丙烯、琥珀酸酐接枝的聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺、乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、丙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、可交联聚乙烯、可交联聚丙烯、可交联聚烯烃及其组合。在一些实施例中，所述热塑性材料包括包覆模制的热塑性材料。在一些实施例中，通过在电子部件周围注射模制热塑性材料来形成部件。在一些实施例中，通过在电子部件周围包覆模制热塑性材料来形成部件。在一些实施例中，通过在电子部件周围插入模制热塑性材料来形成部件。在一些实施例中，使用热固性材料。在一些实施例中，模制材料包括热固性聚合物。在一些实施例中，所述热固性材料包括硅酮橡胶、环氧树脂和聚氨酯中的一种或多种。

在一些实施例中，模制材料在表面上包括微通道和/或结构特征。在一些实施例中，微通道和/或结构特征被配置为接收、分配和/或保持加湿液体。在一些实施例中，所述模制材料是亲水的或疏水的。

在一些实施例中，电子部件包括一个或多个传感器。在一些实施例中，所述一个或多个传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、湿度传感器和/或流体液位传感器中的一个或多个。在一些实施例中，所述一个或多个传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和/或湿度传感器中的一个或多个，其中所述压力传感器、流量传感器和/或湿度传感器中的一个或多个被配置为在所述气体流动通道中检测气体的参数。在一些实施例中，所述pcb包括流体液位传感器和/或液体传感器。在一些实施例中，模制材料覆盖所述一个或多个传感器。

在一些实施例中，所述部件是呼吸系统的一部分，所述呼吸系统还包括用于过滤器的壳体、气体导管、腔室、吸气管、管连接器、管接头、管弯头、加热元件、水定量供给部件和/或患者接口部件中的一个或多个。在一些实施例中，电子部件包括电触点。在一些实施例中，当相对于周围环境使用时，部件在气体流动路径中暴露于较高的温度和/或湿度。在一些实施例中，所述部件还包括加湿腔室。

一些实施例涉及包括所述部件的呼吸或医疗吹气设备。在一些实施例中，所述呼吸或医疗吹气设备还包括加湿腔室。

一些实施例涉及用于加湿腔室的加热器。在一些实施例中，所述加热器包括加热部件，所述加热部件包括加热轨和基底，所述加热轨提供在所述基底上。在一些实施例中，加热器包含布置在加热部件的至少一部分上的模制材料。在一些实施例中，加热器包括将至少一部分模制材料偶联到加热部件的结合层。在一些实施例中，加热器包括结合层，所述结合层在模制材料布置在加热部件上的位置处将模制材料偶联至加热部件。在一些实施例中，结合层包括含硅连接体。

在一些实施例中，所述结合层是与所述模制材料和所述加热部件不同的层。在一些实施例中，所述结合层包括共价键合至模制材料的侧基和共价键合至电子部件的相符侧基。在一些实施例中，结合层将模制材料化学地偶联到所述加热部件的部分。在一些实施例中，所述结合层包括将所述模制材料连接到所述加热部件的部分的共价键、氢键、范德华力和/或离子键中的一个或多个。在一些实施例中，通过环氧环、胺、琥珀酸酐、甲氧基或乙氧基部分中的一个或多个与羧基、胺、环氧环、琥珀酸酐或反应性硅醇部分中的一个或多个之间的反应形成所述结合层。在一些实施例中，至少部分通过琥珀酸酐部分与胺部分之间的反应形成结合层。在一些实施例中，至少部分通过琥珀酸酐部分与仲胺部分之间的反应形成结合层。

在一些实施例中，所述含硅连接体是由以下表示的硅烷偶联连接体：

或其聚合的硅烷偶联连接体；其中**是与所述模制材料的附接点；每个r’独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基和-o-*，其中*是与所述pcb的附接点，并且所述r’中的至少一个是-o-*；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；并且-l-**选自由以下组成的组：

并且

-l″-**选自由以下组成的组：

在一些实施例中，所述含硅连接体是由以下表示的硅醇盐连接体：

或其聚合的硅醇盐连接体；其中r”独立地是氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，并且所述r”中的至少一个是-o-*并且所述r”中的至少一个是-o-**；并且y是单键、c1-c8亚烷基或c1-c8杂亚烷基，其中所述c1-c8杂亚烷基含有一个或多个选自o和n的杂原子。

在一些实施例中，所述含硅连接体是选自由以下组成的组的硅氧烷连接体：

以及其聚合的硅氧烷连接体；其中每个z独立地是羟基或-o-*，其中*是与所述基底的附接点；每个z’选自由以下组成的组：环氧、伯和仲胺、琥珀酸酐和-l-**，其中**是与所述热塑性材料的附接点；-l-**选自由以下组成的组：

z”是氢或-l″-**，其中-l″-**选自由以下组成的组：

并且**是与所述热塑性材料的附接点；所述z中的至少一个是-o-*，并且所述z’中的至少一个是-l-**或所述z”中的至少一个是-l″-**；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；y’是c1-c8烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂烷基；z’”独立是羟基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，所述z’”中的至少一个是-o-*，并且所述z”’中的至少一个是-o-**；m是大于1的整数；并且n是大于1的整数。

在一些实施例中，加热部件是印刷电路板(pcb)。在一些实施例中，pcb是刚性的或柔性的。在一些实施例中，基底包括硅酮橡胶、陶瓷、金属、玻璃纤维、纤维玻璃、上浆纤维玻璃、蚀刻箔、填充聚合物、或其组合。在一些实施例中，模制材料包括热塑性材料或热固性材料。在一些实施例中，热塑性材料选自由以下组成的组：乙烯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、丙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、丙烯/丙烯酸酯共聚物、琥珀酸酐接枝的聚丙烯、琥珀酸酐接枝的聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺、乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、丙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、可交联聚乙烯、可交联聚丙烯、可交联聚烯烃及其组合。在一些实施例中，热塑性材料包括注射模制的热塑性材料(例如，包覆模制的热塑性材料，插入模制的热塑性材料等)。在一些实施例中，通过在加热部件周围注射模制热塑性材料来形成加热器。在一些实施例中，通过在加热部件周围包覆模制热塑性材料来形成加热器。在一些实施例中，通过在加热部件周围插入模制热塑性材料来形成加热器。在一些实施例中，所述热固性材料包括硅酮橡胶、环氧树脂和聚氨酯中的一种或多种。

在一些实施例中，模制材料包括微通道和/或结构特征。在一些实施例中，微通道或结构被配置为保持加湿液体。在一些实施例中，所述模制材料是亲水的或疏水的。

在一些实施例中，所述加热轨被配置为加热当与所述加热部件呈热连通时的所述加湿液体并且将所述加湿液体蒸发到气体流动路径中。在一些实施例中，加热部件包括电连接器。

一些实施例涉及用于加湿腔室的加热器。在一些实施例中，加热器包括加热部件，所述加热部件包括提供在基底上的加热轨。在一些实施例中，加热器包括包封加热部件的模制材料，使得加热部件通过所述模制材料与加湿腔室的内部区域隔开。在一些实施例中，加热器包括将模制材料偶联到加热部件的结合层。

在一些实施例中，所述结合层是与所述模制材料和所述加热部件不同的层。在一些实施例中，所述结合层包括共价键合至模制材料的侧基和共价键合至电子部件的相符侧基。在一些实施例中，结合层包括含硅连接体层。在一些实施例中，结合层将模制材料化学地偶联到电子部件。在一些实施例中，所述结合层包括将所述模制材料和所述加热部件的部分连接的共价键、氢键、范德华力和/或离子键中的一个或多个。在一些实施例中，至少部分通过环氧环、胺、琥珀酸酐、甲氧基或乙氧基部分中的一个或多个与羧基、胺、环氧环、琥珀酸酐或反应性硅醇部分中的一个或多个之间的反应形成所述结合层。环氧将至少与胺或羧基是反应性的。琥珀酸酐将至少与胺是反应性的。胺将至少与羧基、环氧环和琥珀酸酐是反应性的。乙氧基和甲氧基将与硅醇是反应性的。在一些实施例中，至少部分通过琥珀酸酐部分与胺部分之间的反应形成结合层。在一些实施例中，至少部分通过琥珀酸酐部分与仲胺部分之间的反应形成结合层。

在一些实施例中，所述含硅连接体是由以下表示的硅烷偶联连接体：

或其聚合的硅烷偶联连接体；其中**是与所述模制材料的附接点；每个r’独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基和-o-*，其中*是与所述pcb的附接点，并且所述r’中的至少一个是-o-*；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；并且-l-**选自由以下组成的组：

并且

-l″-**选自由以下组成的组：

在一些实施例中，所述含硅连接体是由以下表示的硅醇盐连接体：

或其聚合的硅醇盐连接体；其中r”独立地是氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，并且所述r”中的至少一个是-o-*并且所述r”中的至少一个是-o-**；并且y是单键、c1-c8亚烷基或c1-c8杂亚烷基，其中所述c1-c8杂亚烷基含有一个或多个选自o和n的杂原子。

在一些实施例中，所述含硅连接体是选自由以下组成的组的硅氧烷连接体：

以及其聚合的硅氧烷连接体；其中每个z独立地是羟基或-o-*，其中*是与所述基底的附接点；每个z’选自由以下组成的组：环氧、伯和仲胺、琥珀酸酐和-l-**，其中**是与所述热塑性材料的附接点；-l-**选自由以下组成的组：

z”是氢或-l″-**，其中-l″-**选自由以下组成的组：

并且**是与所述热塑性材料的附接点；所述z中的至少一个是-o-*，并且所述z’中的至少一个是-l-**或所述z”中的至少一个是-l″-**；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；y’是c1-c8烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂烷基；z’”独立是羟基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，所述z’”中的至少一个是-o-*，并且所述z”’中的至少一个是-o-**；m是大于1的整数；并且n是大于1的整数。

在一些实施例中，加热部件包括印刷电路板(pcb)。在一些实施例中，所述pcb和/或pcb的基底是刚性的或柔性的。在一些实施例中，所述pcb和/或pcb的基底包括硅酮橡胶、陶瓷、金属、玻璃纤维、纤维玻璃、上浆纤维玻璃、蚀刻箔、填充聚合物、环氧树脂、酚醛树脂、纸或聚酯树脂、聚酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、环氧树脂、聚乙烯、铜、油墨或其组合。

在一些实施例中，模制材料包括热塑性材料或热固性材料。在一些实施例中，热塑性材料选自由以下组成的组：乙烯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、丙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、丙烯/丙烯酸酯共聚物、琥珀酸酐接枝的聚丙烯、琥珀酸酐接枝的聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺、乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、丙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、可交联聚乙烯、可交联聚丙烯、可交联聚烯烃及其组合。

在一些实施例中，通过在加热部件周围注射模制热塑性材料来形成加热器。在一些实施例中，通过在加热部件周围包覆模制热塑性材料来形成加热器。在一些实施例中，通过在加热部件周围插入模制热塑性材料来形成加热器。在一些实施例中，所述热固性材料包括硅酮橡胶、环氧树脂和聚氨酯中的一种或多种。在一些实施例中，模制材料包括微通道和/或结构特征。在一些实施例中，微通道或结构被配置为保持加湿液体。在一些实施例中，所述模制材料是亲水的或疏水的。

在一些实施例中，所述加热轨被配置为加热当与所述加热部件呈热连通时的所述加湿液体并且将所述加湿液体蒸发到气体流动路径中。在一些实施例中，加热部件包括电连接器。

一些实施例涉及一种加湿腔室，其包括接收来自气体源的气体的入口和将气体递送给患者的出口，其中所述入口和出口限定了气体流动路径。在一些实施例中，加湿腔室包括以上或本文其他地方披露的加热器。在一些实施例中，加热器配置为加热和加湿当在气体流动路径中时的气体。在一些实施例中，所述腔室被配置为用于呼吸系统或医疗吹气系统。

一些实施例涉及模制构件。在一些实施例中，所述模制构件包括热塑性材料和基底。在一些实施例中，所述基底的至少一部分经由含硅连接体与所述热塑性材料偶联。在一些实施例中，所述含硅连接体至少部分通过琥珀酸酐部分与胺部分之间的反应形成结合层。

一些实施例涉及用于将热塑性材料偶联到基底的方法。在一些实施例中，所述方法包括提供在表面上具有至少一种附接的含硅连接剂的基底。在一些实施例中，所述方法包括使所述热塑性材料与所述附接的含硅连接剂接触，以在所述热塑性材料与所述基底之间形成键。在一些实施例中，所述键包括来自琥珀酸酐部分与胺部分之间的反应的反应产物。在一些实施例中，所述琥珀酸酐部分提供在含硅连接体上。在一些实施例中，所述胺部分提供在所述热塑性塑料上。在一些实施例中，所述胺部分提供在所述含硅连接体上。在一些实施例中，所述琥珀酸酐部分提供在所述热塑性塑料上。在一些实施例中，所述胺部分包括仲胺部分。在一些实施例中，提供所述在表面上具有至少一种附接的含硅连接剂的基底包括提供在表面上包含羟基和/或羧基的基底，并使含硅连接剂与所述基底的表面上的羟基和/或羧基反应。在一些实施例中，使所述含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应包括水解所述含硅连接剂以形成反应性硅醇，并使反应性硅醇与所述基底上的羟基和/或羧基接触。在一些实施例中，使所述含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应包括等离子体增强化学气相沉积(pecvd)。在一些实施例中，所述提供在表面上包含羟基和/或羧基的基底还包括通过等离子体处理、电晕放电、臭氧处理、化学处理或火焰处理活化所述基底表面。

在一些实施例中，所述含硅连接剂是硅烷偶联剂。在一些实施例中，所述硅烷偶联剂由下式表示：

其中r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基；(a1)中的r1、r2、和r3中的至少一个或(a2)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6中的至少一个是羟基或c1-c8烷氧基；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；并且x选自由以下组成的组：伯和仲胺、以及琥珀酸酐。

在一些实施例中，所述硅烷偶联剂选自由以下组成的组：3-氨基丙基三甲氧基硅烷(aptms)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)、(3-三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐(tepsa)和双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。在一些实施例中，所述含硅连接剂是硅氧烷。

在一些实施例中，所述硅烷偶联剂由下式表示：

其中r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基；(a5)中的r1、r2、r3、r4、和r5中的至少一个，(a6)和(a7)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6中的至少一个，以及(a8)中的r1和r2中的至少两个独立地是羟基或c1-c8烷氧基；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；y’是c1-c8烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂烷基；x选自由以下组成的组：伯胺、仲胺、以及琥珀酸酐；m是1或更大的整数；并且n是1或更大的整数。

在一些实施例中，所述硅氧烷选自由以下组成的组：氨基丙基倍半硅氧烷、氨基乙基氨基丙基倍半硅氧烷、氨基丙基倍半硅氧烷-甲基倍半硅氧烷和非官能硅氧烷。

在一些实施例中，基底是印刷电路板(pcb)的一部分(例如，构成印刷电路板(pcb)的一部分)。在一些实施例中，pcb是刚性的。在一些实施例中，pcb是柔性的。在一些实施例中，所述pcb包括一个或多个传感器。在一些实施例中，所述一个或多个传感器选自由以下组成的组：温度传感器、流量传感器、压力传感器、湿度传感器和流体液位传感器。在一些实施例中，所述pcb包括加热元件。在一些实施例中，pcb包括电连接器。

一些实施例涉及一种呼吸设备，所述呼吸设备包括模制构件，所述模制构件包括热固性材料和基底。在一些实施例中，所述基底的至少一部分经由含硅连接体与所述热固性材料偶联。在一些实施例中，所述含硅连接体由下式表示：

或其聚合的含硅连接体；其中**是与所述热固性材料的附接点；每个r’独立地是氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基或-o-*，其中*是与所述基底的附接点，其中所述r’中的至少一个是-o-*；-l′-**是其中r是h或c1-c8烷基；是y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基。

在一些实施例中，热固性材料包含-si-h部分。在一些实施例中，热固性材料是硅酮橡胶。在一些实施例中，所述模制构件是用于过滤器的壳体、气体导管、腔室、吸气管、管连接器、管接头、管弯头、加热元件或患者接口部件。在一些实施例中，所述热固性材料是在所述基底上的模制材料。在一些实施例中，通过在所述基底周围注射模制所述模制材料来形成所述模制构件。在一些实施例中，通过在所述基底周围插入模制所述模制材料来形成所述模制构件。在一些实施例中，通过在所述基底周围包覆模制所述模制材料来形成所述模制构件。在一些实施例中，所述模制材料在表面上包括微通道或结构。

在一些实施例中，所述基底包括可被活化以在所述表面上形成羟基的材料。在一些实施例中，所述基底是硅酮橡胶、陶瓷、金属、玻璃纤维、纤维玻璃、上浆纤维玻璃、蚀刻箔、填充聚合物、环氧树脂、酚醛树脂、纸或聚酯树脂、聚酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、环氧树脂、聚乙烯、铜、油墨或其组合。在一些实施例中，基底是印刷电路板(pcb)的一部分(例如，构成印刷电路板(pcb)的一部分)。在一些实施例中，pcb是刚性的。在一些实施例中，pcb是柔性的。在一些实施例中，基底是刚性的或柔性的。在一些实施例中，所述pcb包括一个或多个传感器。在一些实施例中，所述一个或多个传感器选自由以下组成的组：温度传感器、压力传感器、流量传感器、湿度传感器和流体液位传感器。在一些实施例中，所述pcb包括加热元件。在一些实施例中，pcb包括电连接器。

一些实施例涉及用于将热固性材料偶联到基底的方法。在一些实施例中，所述方法包括提供在表面上具有附接的含硅连接剂的基底。在一些实施例中，所述方法包括使硅酮树脂与附接的含硅连接剂反应。在一些实施例中，所述硅酮树脂包含-si-h部分。在一些实施例中，所述方法还包括固化所述硅酮树脂以形成热固性材料。在一些实施例中，热固性材料是硅酮橡胶。在一些实施例中，附接的含硅连接剂包含乙烯基部分。在一些实施例中，使硅酮树脂与基底上的附接的含硅连接剂反应包括使硅酮树脂中的-si-h部分与附接的含硅连接剂中的乙烯基部分反应。在一些实施例中，提供所述在表面上具有附接的含硅连接剂的基底还包括提供在表面上包含羟基和/或羧基的基底，并使含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应。在一些实施例中，使所述含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应包括水解所述含硅连接剂以形成反应性硅醇，并使反应性硅醇与所述基底上的羟基和/或羧基接触。在一些实施例中，使所述含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应包括等离子体增强化学气相沉积(pecvd)。在一些实施例中，所述提供在表面上包含羟基和/或羧基的基底还包括通过等离子体处理、电晕放电、臭氧处理、化学处理或火焰处理活化所述基底表面。

在一些实施例中，含硅连接剂是乙烯基官能化的硅烷偶联剂。在一些实施例中，所述乙烯基官能化的硅烷偶联剂由下式表示：

其中，(a9)中的r1、r2、和r3各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且r1、r2、和r3中的至少一个是羟基或c1-c8烷氧基；(a10)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且r1、r2、r3、r4、r5和r6中的至少一个是羟基或c1-c8烷氧基；x’是其中r是h或c1-c8烷基；-x’-是并且y为单键、c1-c8亚烷基、含有一个或多个选自n和o的杂原子的c1-c8杂亚烷基。

在一些实施例中，含硅连接剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-mpts)、乙烯基三甲基硅烷(vtms)、(3-丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷、1,1-双(三甲氧基甲硅烷基甲基)乙烯、1,2-双(甲基二乙氧基甲硅烷基)乙烯、和双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)富马酸酯。

在一些实施例中，基底是陶瓷、金属、玻璃纤维、纤维玻璃、上浆纤维玻璃、蚀刻箔或填充聚合物。在一些实施例中，基底是印刷电路板(pcb)。在一些实施例中，pcb是刚性的。在一些实施例中，pcb是柔性的。在一些实施例中，所述pcb包括一个或多个传感器。在一些实施例中，所述一个或多个传感器选自由以下组成的组：温度传感器、流量传感器、压力传感器、湿度传感器和流体液位传感器。在一些实施例中，所述pcb包括加热元件。在一些实施例中，pcb包括电连接器。

本披露的一个方面包括含有热塑性材料和基底的模制构件，其中基底的至少一部分经由含硅连接体偶联至热塑性材料。在一些实施例中，含硅连接体共价键合至热塑性材料。在一些实施例中，含硅连接体共价键合至基底。

在一些实施例中，含硅连接体是硅烷偶联连接体、硅醇盐连接体或硅氧烷连接体。

在一些实施例中，硅烷偶联连接体由以下表示：或其聚合的硅烷偶联连接体；

其中**是与热塑性材料的附接点；每个r’独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基和-o-*，其中*是与所述基底的附接点，并且所述r’中的至少一个是-o-*；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；并且-l-**选自由以下组成的组：并且-l″-**选自由以下组成的组：

在一些实施例中，所述硅醇盐连接体由以下表示：或其聚合的硅醇盐连接体；其中r”独立地是氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，并且所述r”中的至少一个是-o-*并且所述r”中的至少一个是-o-**；并且y是单键、c1-c8亚烷基或c1-c8杂亚烷基，其中所述c1-c8杂亚烷基含有一个或多个选自o和n的杂原子。

在一些实施例中，硅氧烷连接体选自由以下组成的组：以及其聚合的硅氧烷连接体；其中每个z独立地是羟基或-o-*，其中*是与所述基底的附接点；每个z’选自由以下组成的组：环氧、伯和仲胺、琥珀酸酐和-l-**，其中**是与所述热塑性材料的附接点，-l-**选自由以下组成的组：z”是氢或-l″-**，其中-l″-**选自由以下组成的组：所述z中的至少一个是-o-*，并且所述z’中的至少一个是-l-**或所述z”中的至少一个是-l″-**；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；y’是c1-c8烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂烷基；z’”独立是羟基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，所述z’”中的至少一个是-o-*，并且所述z”’中的至少一个是-o-**；m是大于1的整数；并且n是大于1的整数。

在一些实施例中，热塑性材料包含氨基、羧基、环氧、琥珀酸酐或硅烷部分。在一些实施例中，热塑性材料选自由以下组成的组：乙烯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、丙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、丙烯/丙烯酸酯共聚物、琥珀酸酐接枝的聚丙烯、琥珀酸酐接枝的聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺、乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、丙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、可交联聚乙烯、可交联聚丙烯、以及可交联聚烯烃。模制构件是用于过滤器的壳体、气体导管、腔室、吸气管、管连接器、管接头、管弯头、加热元件、水定量供给部件或患者接口部件。

在一些实施例中，所述热塑性材料是在所述基底上的模制材料。在一些实施例中，通过在所述基底周围注射模制所述模制材料来形成所述模制构件。在一些实施例中，通过在所述基底周围插入模制所述模制材料来形成所述模制构件。在一些实施例中，通过在所述基底周围包覆模制所述模制材料来形成所述模制构件。在一些实施例中，所述模制材料在表面上包括微通道或结构。

在一些实施例中，所述热塑性材料具有高于约30的肖氏硬度。在一些实施例中，所述热塑性材料是亲水的。在其他实施例中，所述热塑性材料是疏水的。

在一些实施例中，所述基底包括可被活化以在所述表面上形成羟基的材料。在一些实施例中，基底是印刷电路板(pcb)。在一些实施例中，pcb是刚性的，并且在其他实施例中，pcb是柔性的。在一些实施例中，所述pcb包括一个或多个传感器。在一些实施例中，所述一个或多个传感器选自由以下组成的组：温度传感器、压力传感器、流量传感器、湿度传感器和流体液位传感器。在一些实施例中，所述pcb包括加热元件。在一些实施例中，pcb包括电连接器。在一些实施例中，所述基底是硅酮橡胶、陶瓷、金属、玻璃纤维、纤维玻璃、上浆纤维玻璃、蚀刻箔、填充聚合物、环氧树脂、酚醛树脂、纸或聚酯树脂、聚酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、环氧树脂、聚乙烯、铜、油墨或其组合。

本披露的一个方面包括一种呼吸设备，其含有如上所述的模制构件。

本披露的一个方面包括一种用于将热塑性材料偶联到基底的方法。所述方法包括提供在表面上具有至少一种附接的含硅连接剂的基底，并将热塑性材料结合到所述附接的含硅连接剂上。

在一些实施例中，热塑性材料包含氨基、羧基、环氧、琥珀酸酐或硅烷部分。在一些实施例中，热塑性材料选自由以下组成的组：乙烯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、丙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、丙烯/丙烯酸酯共聚物、琥珀酸酐接枝的聚丙烯、琥珀酸酐接枝的聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺、乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、丙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、可交联聚乙烯、可交联聚丙烯、以及可交联聚烯烃。

在一些实施例中，所述附接的含硅连接剂还包含选自由以下组成的组的部分：伯或仲胺、琥珀酸酐和环氧基团。

在一些实施例中，将热塑性材料结合到基底上的步骤还包括使热塑性材料中的氨基或羧基与附接的含硅连接剂中的环氧基反应。在其他实施例中，将热塑性材料结合到基底上的步骤还包括使热塑性材料中的环氧、羧基或琥珀酸酐与附接的含硅连接剂中的氨基反应。在其他实施例中，将热塑性材料结合到基底上的步骤还包括使热塑性材料中的氨基与附接的含硅连接剂中的琥珀酸酐反应。在其他实施例中，将热塑性材料结合到基底上的步骤还包括水解包含硅烷部分的热塑性材料以在表面上形成至少一种硅醇，并使所述至少一种硅醇与附接的含硅连接剂中的羟基反应。

在一些实施例中，提供所述具有附接的含硅连接剂的基底的步骤还包括提供在表面上包含羟基和/或羧基的基底，并使含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应。

在一些实施例中，使所述含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应的步骤包括水解所述含硅连接剂以形成反应性硅醇，并使反应性硅醇与所述基底上的羟基和/或羧基接触。在其他实施例中，使所述含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应的步骤还包括等离子体增强化学气相沉积(pecvd)。

在一些实施例中，所述提供在表面上包含羟基和/或羧基的基底的步骤还包括通过等离子体处理、电晕放电、臭氧处理、化学处理或火焰处理活化所述基底表面。

在一些实施例中，所述含硅连接剂是硅烷偶联剂。所述硅烷偶联剂由下式表示：其中r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基；(a1)中的r1、r2、和r3中的至少一个或(a2)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6中的至少一个是羟基或c1-c8烷氧基；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；并且x选自由以下组成的组：环氧、伯和仲胺、以及琥珀酸酐。在一些实施例中，所述硅烷偶联剂选自由以下组成的组：3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(gptms)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(aptms)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)、(3-三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐(tepsa)和双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺。

在一些实施例中，含硅连接剂是硅醇盐。所述硅醇盐由下式表示：其中r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基；(a3)中的r1、r2、r3和r4中的至少两个以及(a4)中的r1、r2、r3、r4、r5、和r6中的至少两个独立地是羟基或c1-c8烷氧基；并且y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基。在一些实施例中，所述硅醇盐选自由以下组成的组：四甲氧基硅烷(tmos)、四乙氧基硅烷(teos)和1,2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷。

在一些实施例中，所述含硅连接剂是硅氧烷。所述硅烷偶联剂由下式表示：其中r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基；(a5)中的r1、r2、r3、r4、和r5中的至少一个，(a6)和(a7)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6中的至少一个，以及(a8)中的r1和r2中的至少两个独立地是羟基或c1-c8烷氧基；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；y’是c1-c8烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂烷基；x选自由以下组成的组：环氧、伯或仲胺、琥珀酸酐；m是1或更大的整数；并且n是1或更大的整数。在一些实施例中，所述硅氧烷选自由以下组成的组：氨基丙基倍半硅氧烷、氨基乙基氨基丙基倍半硅氧烷、氨基丙基倍半硅氧烷-甲基倍半硅氧烷和非官能硅氧烷。

在一些实施例中，基底是陶瓷、金属、玻璃纤维、纤维玻璃、上浆纤维玻璃、蚀刻箔或填充聚合物。在其他实施例中，基底是印刷电路板(pcb)。在一些实施例中，pcb是刚性的。在其他实施例中，pcb是柔性的。在一些实施例中，所述pcb包括一个或多个传感器。在一些实施例中，所述一个或多个传感器选自由以下组成的组：温度传感器、流量传感器、压力传感器、湿度传感器和流体液位传感器。在一些实施例中，所述pcb包括加热元件。在一些实施例中，pcb包括电连接器。

本披露的一个方面包括一种呼吸设备，所述呼吸设备含有模制构件，其中所述模制构件含有热固性材料和基底，并且其中所述基底的至少一部分经由含硅连接体偶联至所述热固性材料。

在一些实施例中，含硅连接体共价键合至热固性材料。在一些实施例中，含硅连接体共价键合至基底。在一些实施例中，所述含硅连接体由下式表示：或其聚合的含硅连接体；其中**是与所述热固性材料的附接点；每个r’独立地是氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基或-o-*，其中*是与所述基底的附接点，其中所述r’中的至少一个是-o-*；-l′-**是其中r是h或c1-c8烷基；是y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基。

在一些实施例中，热固性材料包含-si-h部分。在一些实施例中，热固性材料是硅酮橡胶。

在一些实施例中，所述模制构件是用于过滤器的壳体、气体导管、腔室、吸气管、管连接器、管接头、管弯头、加热元件或患者接口部件。在一些实施例中，所述热固性材料是在所述基底上的模制材料。

在一些实施例中，通过在所述基底周围注射模制所述模制材料来形成所述模制构件。在一些实施例中，通过在所述基底周围插入模制所述模制材料来形成所述模制构件。在一些实施例中，通过在所述基底周围包覆模制所述模制材料来形成所述模制构件。在一些实施例中，所述模制材料在表面上包括微通道或结构，

在一些实施例中，所述基底包括可被活化以在所述表面上形成羟基的材料。在一些实施例中，所述基底是硅酮橡胶、陶瓷、金属、玻璃纤维、纤维玻璃、上浆纤维玻璃、蚀刻箔、填充聚合物、环氧树脂、酚醛树脂、纸或聚酯树脂、聚酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、环氧树脂、聚乙烯、铜、油墨或其组合。在一些实施例中，基底是印刷电路板(pcb)。在一些实施例中，pcb是刚性的。在其他实施例中，pcb是柔性的。在一些实施例中，所述pcb包括一个或多个传感器。在一些实施例中，所述一个或多个传感器选自由以下组成的组：温度传感器、流量传感器、压力传感器、湿度传感器和流体液位传感器。在一些实施例中，所述pcb包括加热元件。在一些实施例中，pcb包括电连接器。

本披露的一个方面包括一种用于将热固性材料偶联到基底的方法。所述方法包括提供在表面上具有附接的含硅连接剂的基底；并且使硅酮树脂与附接的含硅连接剂反应。

在一些实施例中，所述硅酮树脂包含-si-h部分。

在一些实施例中，所述方法还包括固化所述硅酮树脂以形成热固性材料。

在一些实施例中，热固性材料是硅酮橡胶。在一些实施例中，附接的含硅连接剂包含乙烯基部分。

在一些实施例中，使硅酮树脂与基底上的附接的含硅连接剂反应的步骤包括使硅酮树脂中的-si-h部分与附接的含硅连接剂中的乙烯基部分反应。

在一些实施例中，提供所述在表面上具有附接的含硅连接剂的基底的步骤还包括提供在表面上包含羟基和/或羧基的基底，并使含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应。

在一些实施例中，使所述含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应的步骤包括水解所述含硅连接剂以形成反应性硅醇，并使反应性硅醇与所述基底上的羟基和/或羧基接触。

在一些实施例中，使所述含硅连接剂与所述基底上的羟基和/或羧基反应的步骤包括等离子体增强化学气相沉积(pecvd)。

在一些实施例中，所述提供在表面上包含羟基和/或羧基的基底的步骤还包括通过等离子体处理、电晕放电、臭氧处理、化学处理或火焰处理活化所述基底表面。

在一些实施例中，含硅连接剂是乙烯基官能化的硅烷偶联剂。在一些实施例中，所述乙烯基官能化的硅烷偶联剂由下式表示：其中，(a9)中的r1、r2、和r3各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且r1、r2、和r3中的至少一个是羟基或c1-c8烷氧基；(a10)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且r1、r2、r3、r4、r5和r6中的至少一个是羟基或c1-c8烷氧基；x’是其中r是h或c1-c8烷基；-x’-是并且y为单键、c1-c8亚烷基、含有一个或多个选自n和o的杂原子的c1-c8杂亚烷基。在一些实施例中，含硅连接剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-mpts)、乙烯基三甲基硅烷(vtms)、(3-丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷、1,1-双(三甲氧基甲硅烷基甲基)乙烯、1,2-双(甲基二乙氧基甲硅烷基)乙烯、和双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)富马酸酯。

在一些实施例中，基底是陶瓷、金属、玻璃纤维、纤维玻璃、上浆纤维玻璃、蚀刻箔或填充聚合物。在一些实施例中，基底是印刷电路板(pcb)。在一些实施例中，pcb是刚性的。在其他实施例中，pcb是柔性的。在一些实施例中，所述pcb包括一个或多个传感器。在一些实施例中，所述一个或多个传感器选自由以下组成的组：温度传感器、流量传感器、压力传感器、湿度传感器和流体液位传感器。在一些实施例中，所述pcb包括加热元件。在一些实施例中，pcb包括电连接器。

对于本发明所涉及的领域的技术人员来说，本发明的在结构上的许多改变以及广泛不同的实施例和应用将表明它们自身而不脱离如在所附权利要求中定义的本发明的范围。本文中的披露内容和描述完全是说明性的，并且不意图进行任何意义上的限制。

附图说明

现在将参考附图仅通过说明性实例来描述本披露的不同实施例。在附图中，类似的元件具有相同的附图标记。

图1a示出了在热塑性材料与硅烷化的基底之间的反应之前的表面化学部分。

图1b示出了结合的热塑性材料与基底之间的界面。

图2a是根据本披露的一个实施例的例示部件模制弯头的透视图。

图2b是模制弯头的竖直截面图，其示出了pcb基底的放置。

图3a是根据本披露的一个实施例的例示模制弯头的透视图。

图3b是模制弯头的竖直截面图，其示出了pcb基底的放置。

图4a是根据本披露的一个实施例的例示腔室模制品的透视图。

图4b是模制腔室的竖直截面图，其示出了pcb基底的放置。

图4c是根据本披露的另一个实施例的例示腔室模制品的透视图。

图4d是模制腔室的竖直截面图，其示出了pcb基底的放置。

图5a是根据本披露的一个实施例的例示腔室模制品的透视图。

图5b是模制腔室的竖直截面图，其示出了pcb基底的放置。

图6a是根据本披露的一个实施例的例示腔室模制品的透视图。

图6b是模制腔室的竖直截面图，其示出了pcb基底的放置。

图7a是根据本披露的一个实施例的例示腔室模制品的透视图。

图7b是模制腔室的竖直截面图，其示出了pcb基底的放置。

图8a是根据本披露的一个实施例的例示呼吸管连接器的透视图。

图8b是呼吸管连接器的竖直截面图，其示出了pcb基底的放置。

图9a是根据本披露的一个实施例的例示呼吸管连接器的透视图。

图9b是呼吸管连接器的竖直截面图，其示出了pcb基底的放置。

图10a是用于加湿器的例示加热器的透视图，其示出了根据本披露的一个实施例的pcb基底的构型。

图10b是图10a中描绘的用于加湿器的例示加热器的截面细节图。

图11是用于加湿器的例示加热器的透视图，其示出了根据本披露的一个实施例的pcb基底的构型。

图12a是用于加湿器的例示加热器的透视图，其示出了根据本披露的一个实施例的pcb基底的构型。

图12b是图12a中描绘的用于加湿器的例示加热器的截面细节图。

图13a是用于加湿器的例示加热器的透视图，其示出了根据本披露的一个实施例的pcb基底的构型。

图13b是图13a中描绘的用于加湿器的例示加热器的截面细节图。

图14a-c是呼吸疗法系统的示例性构型的图。

图15a是根据本披露的实施例的印刷电路板加热元件的透视图。

图15b是根据本披露的实施例的印刷电路板加热元件的顶视图。

图15c是根据本披露的实施例的印刷电路板加热元件的局部顶视图。

图15d示出了根据本披露的实施例的蚀刻箔加热元件的两个实施例的顶视图。

图15e示出了处于卷起构型的蚀刻箔加热元件的实施例。

图16a是根据本披露的一个实施例的实例呼吸加湿系统的透视图。

图16b是示出图16a的加湿系统的气体流动的竖直截面图。

图16c是示出图16a的加湿系统的水流动的竖直截面图。

图16d是图16a的呼吸加湿系统的水平截面图。

图16e-16f示出了为了与流动生成系统一起使用而安装的呼吸加湿系统。

图17a是示出根据本披露的实施例的网格结构的微通道水分配模式的图。

图17b是示出根据本披露的实施例的放射状微通道水分配模式的图。

图18a是根据本披露的实施例的包括偶联件的实例的部分呼吸加湿系统的透视轴向截面图。

图18b是包括实例偶联件的图18a的呼吸加湿系统的透视截面侧视图。

图18c是包括实例偶联件的图18a的加湿系统的侧视图。

图18d是图18a的加湿系统的透视组装轴向图。

图19是根据本披露的实施例的卷绕在加热表面的边缘上的分配管偶联件的透视图。

图20是根据本披露的实施例的多孔介质偶联件的图。

图21a是根据本披露的实施例的放射状偶联件的透视图。

图21b是图21a的放射状偶联件的透视截面图。

图22a是根据本披露的实施例的夹层偶联件的透视图。

图22b是图22a的夹层偶联件的透视截面图。

图22c是根据本披露的实施例的附接到加湿壳体上的图22a的夹层偶联件的截面图。

图22d是根据本披露的实施例的附接到加湿壳体上的图22a的夹层偶联件的截面图，所述加湿壳体包括印刷电路板加热元件。

图23a是根据本披露的实施例的加湿系统的替代实施例的透视图。

图23b是图23a的加湿系统的截面图。

图23c是示出图23a的加湿系统的顶层的截面图。

图23d是示出图23a的加湿系统的底层的截面图。

图24是根据本披露的一个实施例的内嵌式加湿系统的视图。

图25是包括加湿器和/或加湿腔室的吹气系统的实施例的视图。

图26a和26b示出了具有包括含硅连接体的结合层的pp/scona模制构件相对于对照包覆模制装置的剥离力数据。

图27a和27b示出了具有包括含硅连接体的结合层的elvaloy模制构件相对于对照包覆模制装置的剥离力数据。

图28a和28b示出了具有包括含硅连接体的结合层的pex模制构件相对于对照包覆模制装置的剥离力数据。

图29a示出了具有包括含硅连接体的结合层的desmopan模制构件相对于对照包覆模制装置的剥离力数据。

图29b-29d是扫描电子显微镜图像。图29b描绘了在具有结合层的desmopan模制构件已经从pcb剥离后的pcb，所述结合层包括含硅连接体。图29c和29d是剥离测试后的对照包覆模制pcb装置。

图30a-30e是扫描电子显微镜图像。图30a-30b是surlyn模制材料(在将其从pcb上剥离后)的图像。在剥离之前，经由包括含硅连接体的结合层将模制材料结合至pcb。图30b提供了模制材料的扫描电子显微镜图像某些区域的元素分析。图30c提供了在将surlyn模制材料从pcb剥离后的pcb的sem图像，以及pcb扫描电子显微镜图像某些区域的元素分析。图30d和30e是剥离测试后的对照包覆模制pcb装置的图像。

图31a-31d是扫描电子显微镜图像。图31a和31b描绘了在具有结合层的nucrel模制构件已经从pcb剥离后的pcb，所述结合层包括含硅连接体。图31c和31d是剥离测试后的对照包覆模制pcb装置。

图32a示出了具有包括含硅连接体的结合层的pebax模制构件相对于对照包覆模制装置的剥离力数据；并且图33至图52示出了根据本披露的方面的各种方案。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是说明性的，而决非意图限制本披露、本披露的应用或用途。出于简洁的目的，相同的附图标记将用于附图中以便标识类似的元件。然而，为方便起见，在本披露的一些图示中存在或者标注有一些图示中的附图标记的某些特征在本披露的其他图示中未示出或者在其他图示中未由附图标记标注。除非上下文以其他方式明确要求，这些省略不应当被解读为意味着从一个图示的绘图省略的特征可能未被同等地合并或者实现在涉及或体现在其他图示中的所披露方法、设备以及系统的构型中。相反，除非上下文以其他方式明确要求，不应当假设本披露的一些图示中某些特征的存在意味着涉及或者体现在此类图示中的所披露方法、设备以及系统必然必须包括这些特征。

如本文所用，术语“烷基”是指完全饱和的烃的基团，包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正己基等。当使用术语“烷基”和更具体的烷基术语(如丙基、丁基等)而不指定直链或支链时，所述术语应解释为包括直链和支链烷基。

本文使用的术语“烯基”是指含有碳双键的从二至二十个碳原子的单价直链或支链基团，包括但不限于1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基等。

本文使用的术语“烷氧基”是指通过-o-键联共价键合至母体分子的直链或支链烷基。烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等。当使用术语“烷氧基”和更具体的烷氧基术语(如丙氧基、丁氧基等)而未指定直链或支链时，所述术语应解释为包括直链和支链烷氧基。

本文使用的术语“亚烷基”是指被认为是通过打开双键从烯烃衍生的，或通过去除两个氢原子而从烷烃衍生的以形成连接体的二价饱和脂肪族基团，所述连接体经由其末端碳原子将分子片段连接在一起。实例包括但不限于亚甲基(-ch2-)、亚乙基(-ch2ch2-)、亚丙基(-ch2ch2ch2-)、亚丁基(-(ch2)4-)、亚戊基(-(ch2)5-)、亚己基(-(ch2)6-)等。

本文使用的术语“杂亚烷基”是指其中一个或多个碳原子独立地被选自氧、硫和氮的相同或不同的杂原子取代的亚烷基。杂亚烷基可以具有1-4个杂原子、1-3个杂原子、1-2个杂原子或1个杂原子。杂亚烷基的实例包括但不限于-ch2-o-、-ch2-ch2-o-、-ch2-ch2-ch2-o-、-ch2-nh-、-ch2-ch2-nh-、-ch2-ch2-ch2-nh-、-ch2-ch2-nh-ch2-、-ch2-ch2-nh-ch2-ch2-、-ch2-ch2-o-ch2-ch2-、-o-ch2-ch2-o-ch2-ch2-o-、-o-ch2-ch2-o-ch2-ch2-等。

本文使用的术语“环氧”是指3元环醚。

本文使用的术语“卤基”是指氟、氯、溴或碘。

本文使用的术语“氨基”或“胺”是指伯、仲或叔胺。

本文使用的术语“甲基丙烯酸缩水甘油酯”是指基团，其中r是c1-8烷基。

本文使用的术语“乙烯基”是指-ch＝ch-。

本文使用的术语“琥珀酸酐”是指

本文使用的术语“羧基”是指-c(o)oh。

在用于向患者递送气体的装置(例如呼吸装置和系统、吹气装置和系统等)中，可能有帮助的是加热气体或监测通过气体通道的气体的湿度水平、温度和流速。在外科手术和呼吸疗法期间，将加湿且加热的气体递送给患者可能是有益的。例如，加湿的气体可以为使用递送装置的患者增加舒适度并增加依从性。因此，被配置为包括传感器或加热元件的各种基底可以被集成或嵌入在气体递送装置部件(例如，呼吸装置部件，吹气装置部件等)中，如连接器、气体流动路径、管或加湿器腔室。可以使用注射模制(高压或低压)将基底与气体递送装置部件集成在一起或嵌入其中。注射模制可以是插入模制或包覆模制。例如，可以将基底插入模制以形成呼吸装置部件。

尽管可以将各种基底物理地集成或嵌入到呼吸装置的部件中，但是在升高的湿度和/或升高的温度环境下，可发生液体进入基底和模制材料的界面。这可能导致模制材料从基底上层离。层离可能导致装置故障，导致需要替换通常昂贵的部件的泄漏。层离也可能导致系统失去控制和/或调节，这可能引起一个或多个部件过热和熔化。如果发生层离，则装置的一个或多个部件可能短路(例如，由于水接触电气部件，水从加湿系统中流出等)，从而引起装置故障。如果装置故障，则给患者带来不便，或者更糟的是，可能危及他们的安全性。另外，部分或完全层离可能使得更难以清洁和再利用加湿装置或其部件。这种污染(例如微生物的)可能导致呼吸道感染的可能性增加，并且在吹气装置的情况下，可能将异物(foreignagent)引入体内。

如本文其他地方所披露的，在一些实施例中，提供了具有稳健的基底-模制材料界面(即，结合层)的模制构件，其可以在升高的湿度和/或升高的温度环境下防止和/或延迟模制材料从基底上层离。在一些实施例中，为了促进模制材料和与所述模制材料集成的、被其包封的(例如嵌入其中)或与其结合的基底(或其一部分)之间的粘附，在模制材料与基底之间提供结合层。在一些实施例中，结合层经由一种或多种化学或物理相互作用将模制材料附接到基底。在一些实施例中，可以在基底与模制材料之间形成化学结合。例如，在基底与模制材料之间形成共价键(和/或化学结合)可增加两种不同材料的粘附性，并减缓或防止由于环境应力(如热、压力、机械力或液体进入)而引起的层离。含硅连接剂可以用于化学地(例如，共价地等)键合两种类型的材料。模制材料可以包括热塑性材料和热固性材料。

在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，可以在模制材料的表面与基底之间的界面处形成结合层。在某些实施方式中，基底和模制材料另外不混合。换句话说，基底的本体材料未改变，模制材料的本体材料也未改变。在某些实施例中，两层之间的结合仅发生在这些材料的界面处(例如，通过结合层)。在某些实施方式中，已经确定，即使在模制材料与基底之间的界面处的表面官能团之间的相互作用相对小量(例如，与环氧树脂、油漆等相比)的情况下，也获得了显著增强的粘附特性。

在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，结合层包括含硅连接体。在一些实施例中，结合层与常规粘附层的不同之处在于，它可以包括来自模制材料的侧基和来自基底的侧基。这些侧基可以相互作用以在它们所驻留的材料之间提供强的结合力。在某些实施方式中，所述层包括含硅连接体。在某些实施方式中，如本文其他地方所披露的，结合层包括一种或多种类型的化学相互作用。结合层可以包括共价结合、氢结合、通过范德华力结合和/或离子结合中的一种或多种。结合层可以包括化学键、物理键或两者。物理键可能包括链缠结等。

在一些实施例中，模制材料包括共价键合至模制材料的侧基(例如，含硅连接体、模制材料的一部分等)。在一些实施例中，基底包含共价键合至基底的侧基(和/或官能团)。在一些实施例中，模制材料的侧基(和/或官能团)与基底的侧基(和/或官能团)相互作用以提供结合层。在某些实施方式中，结合层不包括与基底和/或模制材料的侧基和/或官能团分开的粘合剂。在一些实施例中，基底的侧基和/或官能团与模制材料的相符侧基和/或官能团形成化学键(例如，共价键等)，以将基底和模制材料粘附在一起。在某些实施方式中，如本文其他地方所披露的，化学结合不发生在整个本体材料(如，整个模制构件和/或基底)中，而是仅发生在两种材料的界面处。

图1a和1b示出了基底11与模制材料12之间的结合或偶联。提供了在其表面上具有附接的含硅连接剂13的基底11，并且将模制材料12结合到所述基底11。模制材料12(或其前体)含有能够与含硅连接剂13反应的部分16。当附接的含硅连接剂13中的部分15与模制材料12中的部分16反应并形成将基底11和模制材料12结合在一起的含硅连接体14时，就发生结合(参见图1b)。

如本文所披露的，模制构件10可包括基底11和模制材料12，如热塑性材料或热固性材料，其中基底11的至少一部分偶联至模制材料12。在一些实施例中，基底11可以被嵌入在模制材料12中或与其集成。可以使用注射模制(高压或低压)将基底11与模制材料12集成或嵌入其中。注射模制可以是插入模制或包覆模制。在一些实施例中，可以用模制材料12插入模制基底11以形成模制构件10。在一些实施例中，模制材料12是在基底11上或周围的包覆模制品。基底11的至少一部分经由含硅连接体14与模制材料12偶联，并且含硅连接体14与基底11之间以及含硅连接体14与模制材料12之间的结合是共价的。

可以通过将模制材料12偶联至基底11来形成模制构件。提供在表面上具有至少一种附接的含硅连接剂的基底，并且将模制材料12结合到所述至少一种附接的含硅连接剂。在一些实施例中，模制构件可以是呼吸设备或装置的部件。所述部件的非限制性实例包括用于过滤器的壳体、气体导管、腔室、吸气管、管连接器、管接头、管弯头、加热元件、患者接口部件和水定量供给部件。

在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，所披露的结合层被适配为防止或延迟模制材料在升高的湿度和/或升高的温度下或由于条件(例如，温度)的快速变化而与基底层离(反之亦然)。在一些实施例中，升高的湿度是高于环境条件和/或气体源(例如，压缩气瓶等)内的条件的湿度的湿度。在一些实施例中，升高的湿度包括具有大于或等于约以下的相对湿度的气体(例如，在气体加湿系统中)：40％、50％、60％、70％、80％、90％、99％、99.9％、100％和/或包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施例中，定量供给到模制材料的表面上的水(例如，液态水)可有助于层离。在一些实施例中，升高的温度包括具有高于环境温度的温度的气体(例如，在气体加湿系统中)。在一些实施例中，气体递送系统中的气体的温度大于或等于约：15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃和/或包括和/或跨越这些温度的范围。

含硅连接体

在其中模制材料12是热塑性材料的实施例中，含硅连接体14可以是硅烷偶联连接体、硅醇盐连接体或硅氧烷连接体。在一些实施例中，含硅连接体是由下式表示的硅烷偶联连接体：

或其聚合的硅烷偶联连接体。在式(l1)和(l2)中，**是与热塑性材料的附接点；每个r’独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基和-o-*，其中*是与所述基底的附接点，并且所述r’中的至少一个是-o-*；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；-l-**选自由以下组成的组：并且-l″-**选自由以下组成的组：

其中**是与所述热塑性材料的附接点

在一些实施例中，聚合的硅烷偶联连接体可包括：

其中x”独立地是x或-l-**，其中x选自由以下组成的组：环氧、伯或仲胺、或琥珀酸酐；x’”是h或-l″-**；x”中的至少一个是-l-**；r’中的至少一个是-o-*；x’”中的至少一个是-l″-**；并且p是大于1的整数。

在一些实施例中，含硅连接体是由下式表示的硅醇盐硅连接体：

或其聚合的硅醇盐连接体；其中r”独立地是氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，并且所述r”中的至少一个是-o-*并且所述r”中的至少一个是-o-**；并且y是单键、c1-c8亚烷基或c1-c8杂亚烷基，其中所述c1-c8杂亚烷基含有一个或多个选自o和n的杂原子。

在一些实施例中，聚合的硅醇盐连接体可包括：

其中p是大于1的整数。

在一些实施例中，含硅连接体是由下式表示的硅氧烷连接体：

或其聚合的硅氧烷连接体；其中每个z独立地是羟基或-o-*，其中*是与所述基底的附接点；每个z’选自由以下组成的组：环氧、伯和仲胺、琥珀酸酐和-l-**，其中**是与所述热塑性材料的附接点，-l-**选自由以下组成的组：

z”是氢或-l″-**，其中-l″-**选自由以下组成的组：

并且**是与所述热塑性材料的附接点；所述z中的至少一个是-o-*，并且所述z’中的至少一个是-l-**或所述z”中的至少一个是-l″-**；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；y’是c1-c8烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂烷基；z’”独立是羟基、-o-*或-o-**，其中*是与所述基底的附接点，**是与所述热塑性材料的附接点，所述z’”中的至少一个是-o-*，并且所述z”’中的至少一个是-o-**；m是1或更大的整数；并且n是1或更大的整数。在一些实施例中，m和n可以独立地是从1至200、从1至70、从1至50、从1至30或从1至10的整数。

在一些实施例中，硅氧烷连接体可以进一步聚合以形成聚合的硅氧烷连接体(例如，聚硅氧烷连接体)。当硅氧烷连接体结构中的羟基与其他硅氧烷连接体中的羟基缩合时，可以形成聚合的硅氧烷。

在其中模制材料是热固性材料(例如硅酮橡胶)的实施例中，含硅连接体可以是由下式表示的乙烯基官能化的硅烷偶联连接体：

或其聚合的乙烯基官能化的硅烷偶联连接体；其中**是与所述热固性材料的附接点；每个r’独立地是氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基或-o-*，其中*是与所述基底的附接点，其中所述r’中的至少一个是-o-*；(l9)中的-l′-**是并且(l10)中的是其中r是h或c1-c8烷基；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基。

在一些实施例中，聚合的硅烷偶联连接体可包括：

其中v独立地是x’或-l′-**，并且v’独立地是-x’-或x’是-l′-**是-x’-是是其中r是h或c1-c8烷基；r’独立地是氢、卤素、羟基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基或-o-*，其中*是与所述基底的附接点，其中所述r’中的至少一个是-o-*；p是大于1的整数。

在本文描述的式的一些实施例中，p可以是从2至200、从2至70、从2至50、从2至30或从2至10的整数。在本文描述的式的一些实施例中，m和n可以独立地是从1至200、从1至70、从1至50、从1至30或从1至10的整数。在一些实施例中，p是大于或等于约以下的整数：1、10、50、100、200或包括和/或跨越上述值的范围。

在一些实施例中，当结构中的一个或多个硅醇基团与其他结构中的硅醇基团缩合时，本文所述的含硅连接体可以处于聚合形式。通常，聚硅氧烷可用于描述连接在一起并成为聚合物的硅氧烷键(si-o-si)。例如，硅烷偶联连接体或硅醇盐连接体的两个或更多个分子可以聚合形成硅氧烷连接体的链或簇，并且硅氧烷连接体的链/簇可以进一步聚合形成聚硅氧烷连接体。两个或更多个硅氧烷连接体也可以进一步聚合以形成聚合的硅氧烷连接体，其也是聚硅氧烷连接体。因此，如本文所述的含硅连接体可以包括通过更简单形式的含硅连接体的聚合而形成的任何硅氧烷或聚硅氧烷。

在一些实施例中，含硅连接体共价键合至热塑性材料。在一些实施例中，含硅连接体共价键合至基底。

含硅连接剂

特定的含硅连接剂可适于与热塑性材料共价键合。含硅连接剂可以是硅烷偶联剂、硅醇盐或硅氧烷。在一些实施例中，所述硅烷偶联剂由下式表示：

其中r1、r2、和r3各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且(a1)中的r1、r2、和r3中的至少一个是羟基或c1-c8烷氧基，y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；并且x选自由以下组成的组：环氧、伯或仲胺、以及琥珀酸酐。

在一些实施例中，所述硅烷偶联剂由下式表示：

其中r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且(a2)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6中的至少一个是羟基或c1-c8烷氧基，并且y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基。

完全水解的硅醇在式(a1)中具有3个羟基，并且在式(a2)中具有6个羟基。在一些实施例中，作为反应性硅醇，式(a1)可具有1、2或3个羟基，而式(a2)可具有1、2、3、4、5或6个羟基。在其中r1、r2、r3、r4、r5和r6中的任何一个是羟基的实施例中，硅烷偶联剂为反应性硅醇。在其中r1、r2、r3、r4、r5和r6中的任何一个是c1-c8烷氧基的实施例中，一个或多个c1-c8烷氧基可以被水解以形成羟基，使硅烷偶联剂成为反应性硅醇。

在一些实施例中，具有可水解基团(例如，烷氧基)的硅烷偶联剂可以在溶胶-凝胶过程之后形成聚硅氧烷。溶胶-凝胶过程涉及硅烷的水解以形成反应性硅醇以及随后的硅醇基团的缩合。双臂(dipodal)硅烷具有与基底形成六个键的能力，而非双臂硅烷只能与基底形成三个键。因此，在一些实施例中，双臂硅烷(例如式(l2))比非双臂硅烷(例如式(l1))具有更高得多的固有水解稳定性。这样，在一些实施例中，与非双臂硅烷相比，双臂硅烷可用于提供对基底的更好的粘附性，并且还可具有更高的耐热性和耐水进入性。

因此，具有双臂硅烷偶联剂的模制构件可以具有更长的保存期限。可商购的双臂硅烷可能不总是具有所需的官能团。然而，通过将不具有官能团的双臂硅烷与确实具有期望的官能团的非双臂硅烷组合使用，可以形成合适的含硅连接剂。在此类情况下，保留了上述双臂硅烷的益处。因此，在一些实施例中，由于交联密度的增加，使用双臂硅烷与非双臂硅烷的组合可能对基底结合、水解稳定性和聚硅氧烷的机械强度有影响。

在一些实施例中，在溶胶-凝胶过程中，硅烷偶联剂(具有官能团x)可以水解并与另一种官能双臂硅烷缩合，从而形成具有官能团x的聚硅氧烷。

硅烷偶联剂的实例包括以下。

在一些实施例中，硅醇盐由下式表示：

其中r1、r2、r3和r4各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且(a3)中的r1、r2、r3和r4中的至少两个独立地是羟基或c1-c8烷氧基。

在一些实施例中，硅醇盐由下式表示：

其中r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且(a4)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6中的至少两个独立地是羟基或c1-c8烷氧基；并且y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基。

完全水解的硅醇在式(a3)中具有4个羟基，并且在式(a5)中具有6个羟基。在一些实施例中，作为反应性硅醇，式(a3)可具有1、2、3或4个羟基，而式(a4)可具有1、2、3、4、5或6个羟基。在其中r1、r2、r3、r4、r5和r6中的任何一个是羟基的实施例中，硅醇盐是反应性硅醇。在其中r1、r2、r3、r4、r5和r6中的任何一个是c1-c8烷氧基的实施例中，一个或多个c1-c8烷氧基可以被水解以形成羟基，使硅醇盐成为反应性硅醇。

以下提供了硅醇盐的几个实例：

在一些实施例中，硅氧烷由下式表示：

其中r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且(a5)中的r1、r2、r3、r4、和r5中的至少一个，(a6)和(a7)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6中的至少一个，以及(a8)中的r1和r2中的至少两个独立地是羟基或c1-c8烷氧基；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基；y’是c1-c8烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂烷基；x选自由以下组成的组：环氧、伯或仲胺、琥珀酸酐；m是1或更大的整数；并且n是1或更大的整数。在本文描述的所有式的一些实施例中，m和n可以独立地是从1至200、从1至70、从1至50、从1至30或从1至10的整数。

硅氧烷的实例包括氨基丙基倍半硅氧烷、氨基乙基氨基丙基倍半硅氧烷、氨基丙基倍半硅氧烷-甲基倍半硅氧烷和非官能硅氧烷。

特定的含硅连接剂可适于与热固性材料(如硅酮橡胶)共价键合。在一些实施例中，含硅连接剂可以是由下式表示的乙烯基官能化的硅烷偶联剂：

其中，(a9)中的r1、r2、和r3各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且(a9)中的r1、r2、和r3中的至少一个是羟基或c1-c8烷氧基；(a10)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自由以下组成的组：氢、卤素、羟基、c1-c8烷基和c1-c8烷氧基，并且(a10)中的r1、r2、r3、r4、r5和r6中的至少一个是羟基或c1-c8烷氧基；x’是并且-x’-是其中r是h或c1-c8烷基；y是单键、c1-c8亚烷基或含有一个或多个选自o和n的杂原子的c1-c8杂亚烷基。

含乙烯基的硅烷偶联剂的实例包括以下。

与上述硅烷偶联剂一样，乙烯基官能化的硅烷偶联剂也可以聚合形成低聚物和聚合物(如硅氧烷和/或聚硅氧烷)。因此，聚合的乙烯基官能化的硅烷偶联剂也在本申请的范围内。

基底

合适的基底可以包括具有含羟基(-oh)的表面的材料。基底还可以包括可以被活化以在表面上形成羟基或带有羟基的基团的材料。-oh基团可与衍生自或已经存在于含硅连接剂中的硅醇反应，并导致衍生自含硅连接剂的硅醇锚定。在基底表面上存在的-oh基团越多，可用于与衍生自或存在于含硅连接剂中的硅醇键合的位点就越多。衍生自具有多于一个烷氧基的含硅连接剂的硅醇可与基底形成多于一个键。

在一些实施例中，基底的表面具有-oh基团或含有一个或多个-oh基团的部分。一些表面(例如像玻璃)将与含硅连接剂反应而无需任何预处理。其他表面(如印刷电路板(pcb))可能需要预处理或活化，然后才可以附接衍生自或存在于含硅连接剂中的硅醇。可以通过等离子体处理、电晕放电、臭氧处理、火焰处理或用氧化试剂(如铬酸)进行化学处理等来活化基底的表面。这些表面处理促进表面氧化和羟基化，其中生产多个氧部分。通常在处理过的基底的化学分析中发现羰基(-c＝o)、羧基(-cooh)、羟基(-oh)和氢过氧化物(-ooh)。

等离子体处理(即，低压和大气压等离子体过程，参见图33)涉及通过使气体经受高频电场而使气体部分电离。衍生的自由电子被电场加速，引起电子与气体中的其他原子碰撞。因此，更多的电子被释放，并产生了以激发态和基态存在的中性原子、原子离子、分子离子、自由基和分子的混合物。

电晕放电是涉及与基底接触的空气电离的电过程。通常，空气中具有高电势的电极通过例如十千伏的电压，以在电极周围电离并产生等离子体。衍生的电离气体、正离子和电子通过电场，从而增加动能。然后，接地电极吸引离子物种，从而完成电路并维持电流流向基底表面。

臭氧处理使用紫外线和臭氧来既清洁又修饰基底表面。所述过程涉及紫外线照射，所述紫外线照射引起表面上的污染物有机化合物光解，并在表面上产生离子、自由基、受激分子和中性分子。

火焰处理涉及由于空气和可燃气体的燃烧而引起的自由基反应。当可燃气体和空气合并并燃烧形成强烈的蓝色火焰时，形成等离子体场。短暂暴露于火焰中的被赋能的颗粒通过氧化影响基底表面上电子和极化表面分子的分配和密度。水和二氧化碳是最终的反应产物。然而，自由基反应还产生由氧物种(即，-oh、ho2、h2o2、和o2)组成的自由基。

基底可以是印刷电路板(pcb)的一部分，并且可以包括陶瓷、玻璃纤维、纤维玻璃、上浆纤维玻璃、硅酮橡胶、金属、蚀刻箔或填充聚合物(如玻璃增强的聚合物)中的一种或多种。在一些实施例中，填充聚合物可包含滑石、炭黑、碳纤维、玄武岩纤维、二氧化硅粉末及其组合。在一些实施例中，上浆纤维玻璃包括已经用上浆剂化学处理以允许与pcb基体更好地结合的纤维玻璃。在一些实施例中，基底包括无机材料、有机材料或两者。在一些实施例中，基底的包含连接体的部分是有机的。在一些实施例中，基底的包含连接体的部分不是无机的。在一些实施例中，基底不包括无机材料。

在一些实施例中，基底是分层的。在一些实施例中，基底、其层和/或其外表面包含聚合物，例如，有机聚合物。在一些实施例中，基底、其层和/或其表面包含环氧树脂、纤维玻璃、酚醛树脂、纸或聚酯树脂中的一种或多种。在一些实施例中，基底、其层和/或其表面包含聚酯、聚醚酰亚胺或聚酰亚胺中的一种或多种。在一些实施例中，基底、其层和/或其外表面包含环氧树脂或聚乙烯(可以是基于溶剂或水的)中的一种或多种。在一些实施例中，可以在基底上提供材料(例如，导电材料，导电轨等)。在一些实施例中，材料包括铜或铝中的一种或多种。在一些实施例中，基底、其层和/或其外表面包括油墨。在一些实施例中，墨水是彩色的，并且可以提供彩色的文本(例如，白色、黑色、橙色或其他颜色)。在一些实施例中，基底、其层、其外表面和/或提供在基底上的材料包括一种或多种耐热或阻燃材料。

在一些实施例中，pcb包括基底。在一些实施例中，pcb包括基底和一个或多个导电轨。在一些实施例中，pcb包括丝网印刷油墨(例如，如本文其他地方披露的油墨)。在一些实施例中，pcb包括焊接掩模(可以是彩色的)。在一些实施例中，焊接掩模包括环氧树脂或聚乙烯(其可以是基于溶剂或水的)中的一种或多种。在一些实施例中，pcb或导电轨包括导体(例如，铜或铝中的一种或多种)。在一些实施例中，pcb包括传热材料(例如铝，例如作为散热剂)。在一些实施例中，pcb包括块状材料(例如，环氧树脂、纤维玻璃、酚醛树脂、纸或聚酯树脂中的一种或多种，其可以被提供为基底)。在一些实施例中，pcb包括柔性材料(例如，聚酯、聚醚酰亚胺或聚酰亚胺中的一种或多种)。在一些实施例中，pcb被布置为分层的堆叠体，使得柔性材料层在块状材料层或导体下方，块状材料层在导体下方或上方，导体或块状材料在焊接掩模下方，并且焊接掩模在丝网印刷油墨下方。在一些实施例中，一个或多个层是任选的，并且可以省略任何层。例如，在一些实施例中，分层的pcb缺少丝网、焊接掩模和/或柔性材料。例如，pcb可以是fr-4pcb，其是包括fr-4层压物(例如，由编织的纤维玻璃布与阻燃的环氧树脂粘结剂构成的复合材料)的pcb。在一些实施例中，pcb或其一部分是耐热的或阻燃的。

当基底是pcb的一部分时，它可以是刚性的或柔性的。在一些实施例中，基底可以被配置为在其上具有一个或多个传感器(例如，pcb可以包括具有一个或多个传感器的基底)。例如，传感器可以是温度传感器、压力传感器、流量传感器、湿度传感器、流体液位传感器。在一些实施例中，基底可以被配置为含有加热元件或电连接器。

热塑性材料

热塑性材料可具有至少一个能够与含硅连接剂反应的部分。例如，热塑性材料中能够与含硅连接剂反应的部分可以选自由以下组成的组：氨基、羧基、环氧、琥珀酸酐和硅烷。在一些实施例中，所述热塑性材料是亲水的。在一些实施例中，所述热塑性材料是疏水的。有用的热塑性材料可包括丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯三元共聚物、马来酸酐接枝聚合物、热塑性聚氨酯(tpu)、聚酰胺、可交联聚合物。例如，所述热塑性材料可以选自以下中之一：乙烯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、丙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸酯三元共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、丙烯/丙烯酸酯共聚物、琥珀酸酐接枝的聚丙烯、琥珀酸酐接枝的聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺、乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、丙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、可交联聚乙烯、可交联聚丙烯、以及可交联聚烯烃。在一些实施例中，热塑性塑料包括聚丙烯无规共聚物；用马来酸酐官能化的聚丙烯；热塑性芳香族聚醚基聚氨酯；聚醚嵌段酰胺；乙烯/甲基丙烯酸(e/maa)共聚物；乙烯、甲基丙烯酸和丙烯酸酯的三元共聚物；三甲氧基甲硅烷基改性的聚乙烯；乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；和/或其组合。在一些实施例中，热塑性塑料包括ranpelenj-560s(聚丙烯无规共聚物)，sconatpp9012(用马来酸酐官能化的聚丙烯)；desmopan9370a(热塑性芳香族聚醚基聚氨酯)，pebaxmv1074(聚醚嵌段酰胺)，surlyn9020(乙烯/甲基丙烯酸(e/maa)共聚物)，nucrelae(乙烯、甲基丙烯酸和丙烯酸酯的三元共聚物)，pex(三甲氧基甲硅烷基改性的聚乙烯)，elvaloyptw(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物)和/或其组合。

热塑性材料可以是在基底上的包覆模制品，或者可以使用插入模制将基底嵌入到热塑性材料中。在一些实施例中，热塑性材料具有高于约30、高于约35、高于约40、高于约50、高于约60、高于约70、高于约80、高于约90、或高于约95的肖氏a硬度。在一些实施例中，热塑性材料具有大于或等于约以下的肖氏a硬度：30、35、40、50、60、70、80、90、95、或包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施例中，热塑性材料表面(例如，注射模制表面，如包覆模制表面、插入模制表面等)可以包括微米或纳米尺寸的结构或特征。例如，表面可以具有微通道或微结构。在一些实施例中，微通道可以仅在单一方向上延伸。在一些实施例中，微通道可以从单个点放射状地分配，或者可以是互连的或呈图案的。热塑性表面可以浸入气体流中。

基底表面的硅烷化

硅烷偶联剂可通过湿化学处理或等离子体增强化学气相沉积(pecvd)处理锚定或附接到基底表面。具有-oh官能团或其他含羟基的基团(如羧基)的基底表面可与硅醇部分反应以形成共价键。

湿化学

在一些实施例中，湿化学处理可以是浸涂、旋涂或喷涂过程，其中用含有硅醇的溶液涂覆基底，所述硅醇衍生自含硅连接剂(如硅烷偶联剂和硅醇盐)或已经存在于含硅连接剂(如硅氧烷)中。

如图34所示，对于硅烷偶联剂和硅醇盐，湿化学处理用溶胶-凝胶过程开始，所述过程涉及硅烷偶联剂或硅醇盐中烷氧基的水解。这导致了反应性中间体，所述中间体是羟基-硅物种或硅醇(含si-oh)。因此，硅烷溶液由少量的水组成以水解硅烷。在一些实施例中，使用有机溶剂来调节反应溶液的粘度。在一些实施例中，可以在反应中使用酸性或碱性催化剂。硅烷偶联剂水解反应的实例示于图34中。

在含硅连接剂是硅氧烷的情况下，不需要水解。硅氧烷已经具有适合与基底共价键合的羟基。因此，硅烷偶联剂或硅醇盐的水解形成反应性硅醇，并且硅氧烷是反应性硅醇。

然后，反应性硅醇可以通过缩合反应与例如基底表面上的羟基反应。此过程将导致在反应性硅醇与基底之间形成共价键，使得反应性硅醇形成含硅连接体。因此，反应性硅醇附接或锚定到基底表面上。由于缩合反应需要消除水，因此通常在升高的温度下固化经涂覆的基底以加速除水过程。对于硅烷偶联剂，此过程以下示于图35中。

反应性硅醇物种还可以与其他硅醇物种反应以通过缩合反应形成低聚物。两个硅中心桥接在一起并且导致形成硅氧烷(si-o-si键)。当r1和r3中的至少一个含有烷氧基时，所述烷氧基也可以被水解为-oh，并且硅氧烷中的-oh部分还可以与基底表面上的羟基反应并产生硅氧烷(其锚定到基底表面上)。

一旦已经形成反应性硅醇物种，一种硅烷偶联剂上的硅醇物种也可以与另一种硅烷偶联剂上的硅醇物种反应以通过缩合反应形成低聚物。对于硅烷偶联剂，此种反应示于图36中。

至于硅氧烷，例如，其可以经由湿化学锚定到基底(如氧等离子体处理过的pcb)上，如图37中所见。

等离子体增强化学气相沉积(pecvd)

硅烷偶联剂或硅醇盐也可以通过pecvd附接到基底表面上。不受理论束缚，提出硅烷偶联剂或硅醇盐经历由与等离子体中的自由基、离子和自由电子碰撞而引起的碎裂。然后将衍生的硅烷自由基吸附到基底表面上，并在反应位点形成化学键。硅烷自由基还可与另一硅烷自由基缩合、聚合并形成硅氧烷网络。

当通过等离子体处理将硅烷偶联剂锚定到基底表面上时(参见图38)，由于硅烷偶联剂经由等离子体处理被活化，因此不需要硅烷的水解反应。经活化的硅烷可与基底表面上的-oh基团和羧基(-cooh)反应以形成共价键。类似地，硅氧烷可以在反应期间形成，并且还可以如本文所论述的附接到基底表面上。低压/真空等离子体处理和大气压等离子体处理均可使用。

将热塑性材料结合到经硅烷化的基底

如图38所示，经硅烷化的基底在其表面上具有多个侧官能团x。然后可以将具有合适官能团w的热塑性材料模制到所述经硅烷化的基底上。x与w之间的反应将产生共价键，所述共价键增加基底与热塑性材料之间的粘附。

在一些实施例中，含硅连接剂可以是硅烷偶联剂或硅氧烷。硅烷偶联剂或硅氧烷将具有官能团x。

在一些实施例中，硅烷偶联剂或硅氧烷中的x基团与热塑性材料中的w基团之间的反应基于环氧开环反应。这可以通过使环氧与羧基或胺反应来实现。

如图39a所示，被羧基打开并交联的环氧环产生两种不同的反应产物-伯基团的酯和仲羟基的酯。

伯羟基的酯可与环氧环进行酯化反应，从而导致形成醚，如图39b所示。

仲羟基的酯也可以与羧基进行酯化反应，产生完全的酯和作为副产物的水，如图39c所示。

如图40a和图40b所示，环氧环可以被伯胺或仲胺打开并交联。

在一些实施例中，硅烷偶联剂或硅氧烷中的x基团与热塑性材料中的w基团之间的反应基于琥珀酸酐开环反应。这可以通过使琥珀酸酐与伯胺反应来实现。

如图41a所示，可以通过伯胺来打开并交联琥珀酸酐，分别形成酰胺键和酰亚胺键。

琥珀酸酐环可与羟基反应，形成酯键，如图41b所示。

在一些实施例中，含硅连接剂可以是硅醇盐。在此实施例中，可以使硅醇盐经受溶胶-凝胶过程。在溶胶-凝胶过程期间，可以将硅醇盐水解以形成反应性硅醇，如图42a所示。

在一些实施例中，衍生自硅醇盐的硅醇基团与热塑性材料中的羟基之间的反应基于缩合反应。

如图42b所示，硅醇基团可以与热塑性材料中的羟基反应并由此被所述交联。

出人意料地，热塑性材料能够结合到基底上并提供所需的保护特性。存在与基底共价键合的保护涂层，然而这些保护涂层是含有与基底上的化学基团反应的反应性基团的油漆和树脂。油漆和树脂得益于低粘度、良好的润湿特性和相对长的固化周期。随着油漆干燥和树脂固化，基底上和油漆中的反应性位点相互接触的可能性相对高，并且因此可以容易地形成共价键。

相比之下，热塑性塑料是高粘度材料，随着热塑性材料在接触基底后冷却，粘度迅速增加。因此，可能不期望在热塑性塑料中的反应性基团与基底上的化学基团之间形成化学键，并且良好的共价键合是特别出乎意料的。本文披露的模制热塑性材料和基底形成共价键和/或具有改善的粘附的层的能力是出乎意料的。

热固性材料

在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，提供热固性材料作为模制材料。在一些实施例中，热固性材料是环氧树脂、聚氨酯或硅酮橡胶。在一些实施例中，热固性材料是液态硅酮橡胶(lsr)体系，其是两部分的铂催化的硅酮弹性体。a部分组分是聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷，其含有乙烯基官能团和铂催化剂。b部分组分是聚二甲基甲基氢硅氧烷，其含有氢化物交联剂和抑制剂。在lsr的固化过程中，催化剂促进a部分中的-ch＝ch2基团与b部分中的≡sih的加成反应。图43中示出了a部分和b部分的加成反应。

在其中lsr用作模制材料(或如本文中其他地方披露的其他热固性材料)的实施例中，乙烯基官能化的硅烷，如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(“γ-mpts”，也称为“甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷”或“mptms”)、乙烯基三甲氧基硅烷(vtms)、(3-丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷、1,1-双(三甲氧基甲硅烷基甲基)乙烯、1,2-双(甲基二乙氧基甲硅烷基)乙烯、或双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)富马酸酯，可用作硅烷偶联剂以提供pcb与热固性材料(例如硅酮橡胶)之间的共价键。

将乙烯基官能化的硅烷锚定到pcb上可以以与先前示出的相同方式进行。γ-mpts和vtms中的乙烯基(-ch＝ch2)可以与a部分中的铂催化剂反应并与b部分中的≡si-h形成交联(以与lsr的a部分中的乙烯基相同方式)。γ-mtps与lsr的化学反应示于图44a和44b中。首先将乙烯基官能化的硅烷偶联剂(例如γ-mpts)附接到基底上，然后使硅酮树脂与附接的乙烯基官能化的硅烷偶联剂反应。然后使硅酮树脂固化以形成硅橡胶。

模制部件/构件

包括模制材料(如热塑性材料或热固性材料)与嵌入其中或与其偶联/结合的基底的任何部件都可以得益于这两种不同材料的界面处的增加的粘附。当模制材料与基底之间的界面经受恶劣环境(如化学或盐暴露、升高的温度和/或潮湿)时，增加的粘附尤其是有益的。为简洁起见，当提及偶联/结合至模制材料的基底时，可以将基底与模制材料之间的结合物简称为结合层。无论在何处提及结合层，所述结合层都可以包含含硅连接体，如本文其他地方所披露的。

模制构件可以是用于过滤器的壳体、气体导管、腔室、吸气管、管连接器、患者接口部件(例如，呼吸气体接口和/或手术气体接口)、管接头、管弯头、加热元件、水定量供给部件或用于呼吸回路或装置的任何部件。模制构件还可以是以下项的一部分或整体：用于过滤器的壳体、气体导管、腔室、管连接器、患者接口部件、管接头、管弯头、加热元件、水定量供给部件、或用于吹气回路或装置的任何部件。为了更详细地理解本披露，尤其是可以施加增加的粘附的地方，提及可以在呼吸装置、吹气装置或向患者提供空气和/或气体流的其他装置中使用的各种部件。本文所述的加湿器和/或加湿腔室可用于例如任何合适的医疗/手术程序以及包括气体递送回路的任何合适的医疗加湿系统，所述气体递送回路例如像有创通气、无创通气、高流量递送、正压递送(例如cpap)等。

图2a和2b示出了模制构件的实例，在这种情况下，模制弯头100(其是呼吸设备的部件)。通过在pcb101周围注射模制弯头，将pcb101插入并穿过模制弯头100的壁。pcb101的一部分暴露于模制弯头100的内部(即，未被模制材料103覆盖)，因此暴露于通过模制弯头100的气体流。pcb101可以被配置为包括一个或多个传感器，如湿度传感器、温度传感器或流量传感器。所述传感器可以是pcb的暴露部分上的突起。在一些实施例中，pcb还可以被配置为包括到呼吸设备或部件的电连接件。如所示，界面102可以包括结合层。在一些实施例中，此结合层包括含硅连接体。在一些实施例中，如这里的模制构件中，在pcb101与模制弯头100的模制材料103之间的界面102处形成共价键。

参考图3a和3b，通过在pcb101周围注射模制弯头，将pcb101的一部分嵌入或包封在模制弯头100的壁中的凹部中。pcb101可以被配置为包括一个或多个传感器，如湿度传感器、温度传感器或流量传感器。pcb101还可以被配置为包括到呼吸设备或部件的电连接件。如所示，界面102可以包括结合层。在一些实施例中，此结合层包括含硅连接体。在一些实施例中，如这里的模制构件中，在pcb101与模制弯头100的模制材料103之间的界面102处形成共价键。如图3a和3b所示，在一些实施例中，如用模制弯头100所示，模制构件可包括内部区域150和外部区域151。在一些实施例中，尽管作为图3a和3b中断开件示出，如本文其他地方所述，模制构件可以是加湿气体流系统的一部分(例如，气体流动通道的气体导管)，使得内部区域与外部区域基本隔离。在一些实施例中，内部区域经历和/或包括与外部区域的气体环境不同的气体环境(例如，内部区域和外部区域暴露于不同的气体、不同的气体比率、不同的湿度、不同的温度等中的一种或多种)。在一些实施例中，模制构件是基本封闭的系统的一部分。在一些实施例中，内部区域内的特征暴露于比外部区域更恶劣的条件(例如，更高的温度、更高的湿度、更高的压力等)。在一些实施例中，系统没有封闭。

在一些实施例中，如图3a和3b中所示，模制材料可以包封至少一部分基底(例如，pcb)。在一些实施例中，pcb(或基底)可以被完全包封，例如，任何导电部分(例如，导电轨或电触点)被模制材料覆盖或基本覆盖。在一些实施例中，pcb可以被包封，使得pcb(或基底)不直接暴露于呼吸系统或医疗吹气系统的气体流(例如，气体流动通道的模制构件的内部区域150内的环境)。在一些实施例中，模制材料103使pcb101与气体流动通道(例如内部区域150)物理隔离。在一些未示出的实施例中，模制材料包封pcb，使得pcb将pcb(或基底)与气体流动通道的外部区域物理隔离。

在一些实施例中，在通过模制材料包封基底(例如，pcb的)(例如，与加湿设备的加湿的和/或加热的气体隔离)的情况下(如图3a和3b所示)，与模制构件的基底的一部分直接暴露于加湿条件的情况下相比，层离可被延迟和/或防止甚至更长的持续时间。例如，在一些实施例中，包封可以防止来自加湿设备的液体、蒸气和气体与模制材料与基底之间的界面(例如，结合层)相互作用。在一些实施例中，当包封基底(或pcb)时，模制材料和基底(例如，pcb的)的相交处具有更高的层离敏感性。在一些实施例中，在存在结合层的情况下，包封防止或抑制水或气体进入结合层，从而进一步抑制层离。

在一些实施例中，尽管与内部区域150的直接接触隔离，但是pcb仍然被配置为收集和/或分配关于通道的内部区域150的信息(温度、湿度、气体流速等)。在一些实施例中，pcb被配置为导电。在一些实施例中，如所示，包封的pcb101具有未被模制材料覆盖的部分(例如，pcb的在气体流动通道外部的部分)，使得可以与pcb(例如，用电线/导管等)进行接触。在一些实施例中，模制材料提供pcb与气体流动通道的内部区域的基本上完全或完全的物理隔开(例如，因此通道和pcb不处于气体连通)。在一些实施例中，所述pcb的至少一个电触点没有被所述模制材料包封和/或覆盖。

其他实施例(例如，如图4c、4d、8a、8b、9a和9b所示)可以包括具有模制材料的模制构件，所述模制材料包封pcb(或基底)(如上所披露)。在一些实施例中，pcb(或基底)可以被完全包封，例如，任何导电部分(例如，导电轨或电触点)被模制材料覆盖或基本覆盖。例如，电触点可以包括从模制材料突出的金属丝，但是触点本身被模制材料覆盖。在一些实施例中，如本文其他地方披露的，pcb可以被包封，使得pcb(或基底)不直接暴露于呼吸系统或医疗吹气系统的气体流(例如，气体流动通道的环境)。在一些实施例中，模制材料使pcb与气体流动通道物理隔离。在一些实施例中，所述模制材料在所述pcb与所述气体流动通道之间形成屏障。在一些实施例中，模制材料包封pcb，使得pcb将pcb与气体流动通道的外部区域物理隔离。在一些实施例中，模制材料在pcb与气体流动通道的外部区域之间形成屏障。在一些实施例中，图16a的集成加湿系统可以包括部分或完全包封的pcb或基底，如本文其他地方所披露的。

图2a、2b、3a和3b中描述的模制弯头100还可以是管或气体流动路径的任何部分，其中pcb101穿过、嵌入、包封在其壁中或附接到其壁。

图4a和4b示出了模制构件的另一实例，在这种情况下，模制腔室200(pcb201附接到其上)。在模制腔室200和pcb201的界面202处形成共价键。pcb201可以被配置为包括用于加热液体或更具体地水的加热元件。pcb201可以延伸穿过腔室的底部，或者部分地穿过腔室的基部。在一些实施例中，pcb201还可包括一个或多个传感器，如湿度传感器、温度传感器或流量传感器。在一些实施例中，pcb201被配置为是加热器板，并且可以进一步包括一个或多个传感器，如湿度传感器、温度传感器或流量传感器。pcb201的在腔室外部的部分可以提供与呼吸设备或其他部件的电连接。

图4c和4d示出了模制构件的另一实例，在这种情况下，模制腔室200，其中腔室基部模制品204模制在pcb201上。pcb201部分嵌入在腔室基部模制品204中。如所示，界面202可以包括结合层。在一些实施例中，此结合层包括含硅连接体。在一些实施例中，如这里的模制构件中，在pcb201与腔室基部模制品204的模制材料203之间的界面202处形成共价键。腔室基部模制品204可以被配置为与模制腔室200偶联，任选地在腔室基部204与模制腔室200之间具有o形环或密封件206。pcb201可以被配置为包括用于加热液体或更具体地水的加热元件。pcb201可以完全延伸穿过腔室基部模制品204，或者部分穿过腔室基部模制品204。在一些实施例中，pcb201还可包括一个或多个传感器，如湿度传感器、温度传感器或流量传感器。在一些实施例中，pcb201被配置为是加热器板，并且可以进一步包括一个或多个传感器，如湿度传感器、温度传感器或流量传感器。pcb201的在腔室外部的部分可以提供与呼吸设备或其他部件的电连接。在一些实施例中，可以通过在pcb201周围注射模制腔室而将pcb201嵌入模制腔室200中。

图5a和5b示出了另一模制构件的实例，在这种情况下，模制腔室200(其中pcb201集成到其入口和出口)。将pcb201插入并穿过入口和出口的壁，并且pcb201的一部分在入口和出口处暴露(即，未被模制材料覆盖)于腔室200的内部。pcb201的另一部分可以在腔室的外部并且被配置为提供与呼吸设备或其他部件的电连接。可以通过在pcb201周围注射模制腔室而将pcb201集成到模制腔室200中。pcb201可以含有一个或多个传感器，如湿度传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器或液位传感器。如所示，界面202可以包括结合层。在一些实施例中，此结合层包括含硅连接体。在一些实施例中，如这里的模制构件中，在pcb201与腔室200的模制材料203之间的界面202处形成共价键。

图6a和6b示出了模制构件的另一实例，在这种情况下，模制腔室200(其中pcb201集成到侧壁)。pcb201也可以在其他位置集成到模制腔室200的壁中。将pcb201插入并穿过腔室主体的壁，并且pcb201的一部分暴露(例如，未被注射材料、插入材料或包覆模制材料覆盖)于腔室200的内部。pcb201的另一部分可以在腔室的外部并且被配置为提供与呼吸设备或其他部件的电连接。可以通过在pcb201周围注射模制腔室而将pcb201集成到模制腔室200中。pcb201可以被配置为包括湿度传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器或液位传感器。如所示，界面202可以包括结合层。在一些实施例中，此结合层包括含硅连接体。在一些实施例中，如这里的模制构件中，在pcb201与腔室200的模制材料203之间的界面202处形成共价键。

图7a和7b示出了模制构件的另一实例，在这种情况下，模制腔室200(其中pcb201集成到入口和出口)。如所示，在一些实施例中，将pcb201插入并穿过入口和出口的壁，并且pcb201的一部分暴露(即，未被模制材料覆盖)于腔室200的内部。pcb201的另一部分可以在腔室的外部并且被配置为提供与呼吸设备或其他部件的电连接。可以通过在pcb201周围注射模制腔室而将pcb201集成到模制腔室200中。pcb201可以在入口和出口的每个处被配置为湿度传感器、温度传感器、压力传感器、流体液位传感器或流量传感器。在一些实施例中，pcb201还可以用作液位传感器，例如，具有延伸到腔室200的下部的细长部分或突起205。如所示，界面202可以包括结合层。在一些实施例中，一个或多个结合层包括含硅连接体。在一些实施例中，如这里的模制构件中，在pcb201与腔室200的模制材料203之间的界面202处形成共价键。

图8a和8b示出了模制构件的另一实施例，在这种情况下，模制管连接器300。如所示，在一些实施例中，pcb301被包封并定位在模制管连接器300内，所述模制管连接器可以连接到呼吸管305。在一些实施例中，如所示，pcb301基本上被模制材料303完全覆盖和保护。如所示，界面302可以包括结合层。在一些实施例中，此结合层包括含硅连接体。在一些实施例中，如这里的模制构件中，在pcb301与包封pcb301的模制材料303之间的界面302处形成共价键。通过在pcb301周围注射模制连接器300，可以将pcb301集成到连接器300中。pcb301还可以含有湿度传感器、温度传感器、压力传感器或流量传感器。在一些实施例中，pcb301还可以含有标签，如rfid，eprom，或电阻器，以允许识别。在一些实施例中，pcb301还可以定位在吸气管、接口管或为呼吸装置的一部分的任何管道或连接器内。在一些实施例中，pcb包括一个或多个电气部件，如处理器、控制器、识别器、存储器部件、传感器等。在一些实施例中，pcb可以接收、传递和/或处理信息。信息可以无线地传递/接收。

图9a和9b示出了模制管连接器300的另一实施例。pcb301被部分地包封并定位在模制管连接器300内，所述模制管连接器连接到呼吸管305。pcb301的一部分附接到并且结合到模制材料303。如所示，界面102可以包括结合层。在一些实施例中，此结合层包括含硅连接体。在一些实施例中，如这里的模制构件中，在pcb301与模制材料303之间的界面302处形成共价键。通过在pcb301周围注射模制连接器300，可以将pcb301集成到连接器300中。pcb301的一部分直接暴露(即，未被模制材料覆盖)于气体流。pcb301可以包括湿度传感器、温度传感器、压力传感器或流量传感器。在一些实施例中，pcb301还可以含有标签，如rfid，eprom，或电阻器，以允许识别。在一些实施例中，pcb301可以定位在吸气管、接口管或为呼吸装置的一部分的任何管道或连接器内。

图10a示出了用于加湿器的加热器400的实施例，其任选地含有水定量供给系统。图10b是加热器400的包括柔性pcb的部分的截面图。模制材料405被注射模制在柔性pcb401的一部分周围，并通过结合层(例如，用硅烷结合)粘附到其上。在一些实施例中，此结合层包括含硅连接体。pcb401的一部分可以被配置为包括加热元件，并且未被包覆模制(或被模制材料覆盖)的部分用作与呼吸设备或其他部件的连接器。在一些实施例中，如这里，在pcb401与模制材料405之间的界面407处形成共价键。柔性加热元件可以被配置为具有螺旋形式或形状，其允许空气/气体在暴露于加热元件的同时穿过螺旋。模制材料405还包括在暴露于空气/气体流的表面上的微通道406。在具有水定量供给系统的实施例中，水可以经由入口端口404流到加热元件上，并且沿着微通道406分配到模制的柔性加热元件。然后，水可以从加热的模制表面蒸发，并与空气/气体流混合。在图10a所示的实施例中，微通道406沿着螺旋延伸，但是可以在任何方向延伸或遵循其他模式。

图11示出了用于加湿器的加热器400的另一实施例，其任选地含有水定量供给系统404。图10b还表示图11中示出的加热器的截面图。模制材料405模制在柔性pcb401的一部分周围，并用硅烷结合而粘附到其上。pcb401的一部分可以被配置为含有加热元件，并且未被模制材料覆盖的部分用作与呼吸设备或其他部件的连接器。在一些实施例中，如这里，在pcb401与模制材料405之间的界面407处形成共价键。柔性加热元件可以被配置为具有螺旋形式或形状，其允许空气/气体在暴露于加热元件的同时穿过螺旋。模制材料405还包括在暴露于空气/气体流的表面上的微通道406。在具有水定量供给系统的实施例中，水可以经由入口端口404流到加热元件上，并且沿着微通道406分配到模制的柔性加热元件。然后，水可以从加热的模制材料表面蒸发，并与空气/气体流混合。在图11中示出的实施例中，微通道406垂直于螺旋延伸。然而，微通道406可以在其他方向延伸或遵循其他模式。

图12a示出了用于加湿器的加热器500的一个实施例，其任选地含有水定量供给系统504。图12b是加热器500的具有pcb501的部分的截面图。模制材料505被模制在柔性pcb501的一部分周围，并通过结合层(例如，用硅烷结合)粘附到其上。模制的pcb501的一部分可以被配置为含有加热元件，并且未被模制材料覆盖的部分用作与呼吸设备或其他部件的连接器。在一些实施例中，如这里，在pcb501与模制材料505之间的界面507处形成共价键。柔性加热元件可以形成为波状模式，并且空气/气体在暴露于加热元件的同时可以在波纹的相同方向上流过模制材料表面。模制材料505还包括在暴露于空气/气体流的表面上的微通道506。在具有水定量供给系统的实施例中，水可以经由入口端口504流到加热元件上，并且沿着微通道506分配到模制的柔性加热元件。然后，水可以从加热的模制材料表面蒸发，并与空气/气体流混合。在图12a中示出的实施例中，微通道506在与波纹相同的方向上延伸。在其他实施例中，微通道506可以在其他方向延伸或遵循其他模式。

图13a示出了用于加湿器的加热器500的又另一个实施例，其任选地含有水定量供给系统。图13b还表示图13a中示出的加热器的截面图。模制材料505被模制在柔性pcb501的一部分周围，并通过结合层(例如，用硅烷结合)粘附到其上。pcb501的一部分可以被配置为含有加热元件，并且未被模制材料覆盖的部分用作与呼吸设备或其他部件的连接器。在一些实施例中，如这里，在pcb501与模制材料505之间的界面处形成共价键。柔性加热元件可以形成为波状模式，并且空气/气体在暴露于加热元件的同时可以在波纹的相同方向上流过模制表面。模制材料还包括在暴露于空气/气体流的表面上的微通道506。在具有水定量供给系统的实施例中，水可以经由入口端口504流到加热元件上，并且沿着微通道506分配到模制的柔性加热元件。然后，水可以从加热的模制材料表面蒸发，并与空气/气体流混合。如图13a所示，微通道506垂直于波纹延伸，但是可以在任何其他方向延伸或遵循任何模式。

模制的弯头、管、腔室、入口、出口、壁、管连接器、加热器、水定量供给元件及其组合可包括在用于空气和气体加湿的系统中。这些部件可以包括模制材料，并且可以是模制构件，其包括通过结合层结合在一起的pcb(或基底)，如本文其他地方所披露的。这些部件或如本文其他地方所披露的其他模制构件可以是加湿回路和/或系统的一部分，所述加湿回路和/或系统进而可以是呼吸系统、吹气系统和/或用于向患者提供加热和加湿的气体的其他气体递送系统的一部分或部件。在一些实施方式中，吹气系统可用于在手术之前、期间或之后将加热的和/或加湿的气体提供给患者体内的腔体(例如，腹腔)。为了说明，在手术中，吹气气体可以用于多种目的。在开放手术中，例如像在心脏手术中，可以将气体吹入体腔中以进行除气。在腹腔镜手术中，可以使用气体来扩张腹壁，以便为仪器插入和组织解剖提供空间。在这些手术程序期间，可能希望在受控的操作参数(如特定流速、压力、温度或湿度)下将吹气气体引入手术腔中。

在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，加湿系统包括加热系统，所述加热系统包括如本文其他地方所披露的一个或多个模制构件。在一些实施例中，加热系统包括加热表面，所述加热表面被配置为接收受控的液体流量并向通过加湿系统的气体提供加湿。在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，加热表面包括如本文其他地方所披露的模制构件的一部分。在一些实施例中，在系统的一个或多个模制构件(如本文其他地方所披露的)中提供测量加热表面的表面温度的一个或多个温度传感器。温度传感器(和/或本文披露的任何其他传感器，如流量传感器、湿度传感器等)可以包括基底(例如，pcb)，所述基底具有一个或多个感测区域，所述感测区域结合至如本文其他地方所述的模制材料。

在一些实施例中，如本文披露的加湿系统可包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器可与以下项呈电子连通：提供受控的液体流量的一个或多个液体流量控制器；一个或多个硬件处理器，所述一个或多个硬件处理器通过以下方式提供通过所述呼吸系统的气体的湿度水平的确定性控制：指示所述液体流量控制器调节在所述加热系统处所接收的所述受控的液体流量并且指示所述加热系统调节所述加热表面的表面温度，其中调节所述加热表面的所述表面温度为产生已知蒸发面积提供控制；以及一个或多个液体传感器，其被配置为检测加热表面在至少一个区域中是否被润湿。在一些实施例中，一个或多个液体传感器可以是至少两个液体传感器，其被配置为检测加热表面在加热表面的两个或更多个区域处是否被润湿。至少两个液体传感器可以是两个温度传感器。一个或多个液体传感器可以位于加热表面处、加热表面上、邻近或接近加热表面，并且在一些实施例中，可以是同一模制构件的一部分，如本文其他地方所披露的。在一些实施例中，液体可以是水。

在一些实施例中，与立即对整个流体供应系统进行加热或者对另外过量体积的液体(如一室液体)进行加热相反，所披露的模制构件(如本文其他地方所披露的)及其部件或部分可以被配置为在按需基础上将水接收和/或分配到与气体通道呈流体连通的加热元件上。在一些实施例中，通过测量入口气体流速、入口气体露点温度、和/或气体通道压力水平，可以确定并控制液体流向加热表面的流体流速以便实现要递送给患者的气体的所希望的输出湿度和温度水平(或者出口露点温度)。在一些实施例中，在控制器与一个或多个传感器呈电子连通的情况下，所述控制器可自动调节气体的一个或多个参数，包括增加或减少湿度和/或温度。

参考图14a，示出了呼吸疗法系统600的非限制性示例性构型。在所示的构型中，呼吸疗法系统600包括流动生成器620。流动生成器620可以具有例如鼓风机621，所述鼓风机被适配成推进气体通过呼吸疗法系统600。使用鼓风机621推进的气体可以例如包括从呼吸疗法系统600的外部环境所接收的空气(例如，“环境空气”或者“环境气体”)和/或来自与呼吸疗法系统600连通的气体容器(参见例如图14c中的气体储存器637)的气体(例如，氧气、氮气、co2等)。来自流动生成器620的气体被引导到和/或引导通过呼吸加湿系统601，所述呼吸加湿系统被适配成向气体添加水分。呼吸加湿系统601包括气体通道602(所述气体通道在本文中还可以被称为“呼吸管”或者“吸气管”)，所述气体通道被适配成接收来自流动生成器620和/或另一个气体源的气体并且使气体通向出口，如患者接口622。如在图14a顶部处所示(u->d)，在使用中，气体一般可以在下游方向上从流动生成器620移动到呼吸加湿系统601(例如通过气体通道602)，并且从呼吸加湿系统601移动到出口或者患者接口622(例如通过气体通道602)。在一些实施例中，患者接口可以包括面罩、鼻配件、食道气管导气管等。所述患者接口可以是密封的或非密封的。如本文其他地方所披露的，对于提供呼吸气体递送系统的实施例，患者接口可以包括任何合适的接口，包括但不限于鼻插管(例如，包括歧管、鼻叉等)、面罩、鼻枕罩、鼻罩和/或气管造口接口。在一些实施例中，在呼吸加湿系统的一部分包括模制构件(例如具有一个或多个pcb的壁、管、腔室等)的情况下，模制材料可以通过结合层结合到模制构件的基底上。

进一步参考图14a所示的非限制性示例性构型，呼吸加湿系统601包括流体储存器606，所述流体储存器在使用中容纳流体。在此上下文中，“流体”可以是指适合用于对呼吸气体进行加湿并且可以包括例如水的液体或者液态实体。流体可以是含有比水更易挥发的添加剂的水。流体储存器606被流体地或者以其他方式物理地连接到计量装置(在本文中还被称为液体流量控制器或者水流量控制器)610上。计量装置610被配置为将流体从流体储存器606计量到加湿壳体615，所述加湿壳体位于气体通道602中，或者位于气体通道602外部但与气体通道602处于气动连通。计量装置610可以进一步包括泵。泵可以是正排量泵，例如像压电隔膜泵、蠕动泵、微型泵、或者渐进式腔体泵。泵还可以是与控制阀串联的压力供给，如重力供给。计量装置可以包括采用毛细作用将水可控制地计量到芯吸元件和/或加热表面的芯吸结构。

计量装置610可以由水流量控制器控制。水流量控制器可以是呈开环构型的泵。水流量控制器可以是呈闭环构型的与流量传感器串联的泵或者流动致动器。水流量控制器可以提供等于或至少约以下的连续水流：0ml/min、1ml/min、2ml/min、5ml/min、10ml/min、或包括和/或跨越上述值的范围(例如，从2ml/min至10ml/min的范围、从0ml/min至5ml/min的范围等)。水流量控制器可以以等于或至少约以下的精度提供水流速：±1％、±2.5％、±5％、±10％、±15％、或包括和/或跨越上述值的范围。

包括计量系统610的水流量控制器可以被配置为确保加热元件614的表面被完全润湿(浸透)(例如它可以与加热元件呈电子连通)。完全润湿的表面可以允许改善的湿度控制。润湿的表面还意味着当水在潮湿表面上比在干燥表面上更迅速地行进时湿度可以更迅速地增加。

任何正排量泵可以用于水控制器或者计量装置610。正排量泵通过置换固定体积的水进行工作并且一般产生良好的精度。多种正排量泵中的任一种是适合的，例如，蠕动泵、隔膜泵、叶轮泵、活塞泵等，并且这些中的绝大多数可以按比例缩放以便以在本文中所预期的流速进行工作。然而，压电微泵(使用压电元件作为致动器的小型隔膜泵)和蠕动泵(蠕动泵使用滚轮来以恒定速率挤压水通过管)可以是特别有利的，原因是许多压电微泵和蠕动泵已经商业上可获得适合用于在本文中所描述的系统的大小、价格、操作范围以及功率等。另外，与控制阀串联(参见图14d)的压力供给(如重力供给)和/或芯吸作用/毛细作用可以用于代替泵。在一些构型中，可以使用电泵/磁流体动力学泵。

当水流量控制器包括流量传感器时，在一些构型中，流量传感器可以是热质量仪。流量传感器可以被提供为pcb，所述pcb包括结合至基底(例如，pcb)的模制材料(如本文其他地方所披露的)。这些传感器通过对液体进行加热并且测量加热所需的功率(例如，受热流珠)或引入的温度梯度或者关于它们的某种变型进行工作。可替代地，流量传感器可以由以下各项替代或补充：逐滴供给(例如，正如测量iv液滴中的流量的常见方法的对液滴进行计数)；差压传感器，这些差压传感器测量跨节流口(restriction)的压降以计算流量；和/或正排量传感器，这些正排量传感器使用与正排量泵相同的原理来感测流动。

如所示，流体储存器606可以经由第一流体导管608连接到计量装置610上。第一导管608可以具有被配置为保持计量装置启动的止回阀。第一导管608还可以具有被配置为保持泵启动的止回阀。第一导管608还可以具有位于通向计量装置的导管中的安全阀，如压力释放阀，用于在泵或者水控制器发生故障的情况下防止液体流动。呼吸加湿系统601还可以具有流动限制装置，所述流动限制装置定位在储存器606与计量装置610之间以防止重力驱动流影响水流动路径。流动限制装置可以是挤压或者以其他方式限制流动路径的弹性突起。计量装置610通过第二流体导管612将流体定量供给到加湿壳体615。在一些实施例中，计量流体可以通过进入加湿壳体615的入口616进入加湿壳体615。第一导管和/或第二导管可以包括或者可以是如本文其他地方披露的模制构件，例如，包括结合到模制材料上的一个或多个基底(例如，具有传感器、加热轨等)。

加热装置或加热器614可以存在于(如本文其他地方披露的那样结合的模制构件的一部分)加湿壳体615中、所述加湿壳体处、或所述加湿壳体附近。加热器614可以具有芯吸元件，所述芯吸元件被配置为将计量流体分配到加热器614。所述芯吸元件可以是模制材料(例如，如本文其他地方所披露的，结合至基底)的一部分，所述模制材料以与模具相符的形状形成。在一些构型中，芯吸元件被配置为跨加热装置614的表面均匀地芯吸计量流体。加热器614可以被配置为使计量流体蒸发，这样使得计量流体变得夹带在供呼吸疗法系统600使用的气体流中。加热器614可以被配置为使加热表面维持在某一温度范围下。穿过模制材料的加热表面的温度可以等于或小于约：30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、99.9℃、和/或包括和/或跨越这些温度的范围。在一些实施例中，与常规的加热表面不同，如本文所披露的模制的加热表面可被加热至超过100℃的温度持续数周、数月、或甚至数年而没有显著的层离。

加热表面可以包括被配置为向加热表面提供热量的加热元件。如本文其他地方所披露的，加热表面和/或加热元件可以是pcb的一部分，其通过结合层结合至模制材料。加热元件可以是电路板(例如，如本文其他地方披露的pcb)。所述电路板可以是印刷电路板(例如，如以下参考图16a-16c所示和描述的)。所述电路板(例如，pcb)可以尤其包括电阻元件(例如，轨或条(tracking))、蚀刻箔膜、加热线圈或者ptc元件。电路板可以是柔性电路板。柔性电路板可以由铝-聚酰亚胺制成。电路板可以具有多个电阻轨。电阻轨可以是铜。加热元件可以是蚀刻箔(例如，如以下参考图16d-16e所示和描述的)。加热元件可以是电热丝，所述电热丝结合到基底并且用模制材料模制并经由结合层与模制材料偶联(如本文其他地方披露的)。电热丝可以是镍铬铁合金。加热元件可以是正热阻抗系数(ptc)陶瓷。ptc陶瓷可以是钛酸钡。加热元件可以是热电装置。热电装置可以是帕尔贴装置。

如本文其他地方所披露的，芯吸表面可以由电路板上的模制材料提供，所述模制材料具有微通道，并且所述模制材料经由结合层(例如，包括含硅连接体)结合到基底(例如，电路板)上。可以至少部分地通过确定加热元件的电阻水平或者其他特性来测量加热表面温度。加热元件的电阻水平可以用于指示加热表面的平均温度。加热元件可以被布置成在加热元件的指定区域中递送与递送给加热元件的其他区域的功率密度相比更高的功率密度(例如，如参考图16c所解释)。加热元件的指定的更高密度区域可以位于水向加热表面的供应出口处。加热元件的指定的更高密度区域可以位于加热表面上的水预加热区域处。

呼吸疗法系统600或呼吸加湿系统601的部件可以包括控制器618，所述控制器可以控制呼吸疗法系统600或者呼吸加湿系统601的部件的操作，这些部件包括但不限于流动生成器620、计量装置610、和/或加热装置614。计量装置610可以被配置为以提高通过气体通道602的气体的含水量的计量速率将流体计量到或者分配给加湿壳体615和/或加热装置614，这样使得气体达到表示使用呼吸加湿系统601的患者所需或所希望的气体加湿水平的预先确定的、经计算的或者估计的湿度水平，同时注意降低或者消除气体通道602中的过量水分聚集的可能性。在一些实施例中，提供了控制器，其可以控制系统中的一个或多个部件。在一些实施例中，控制器基于系统的测量参数(例如，通过气体通道602的气体的测量流速，在加湿壳体615上游或气体流动通道中的气体的测量湿度，测得的压力水平(对应于气体通道602中的压力水平)等)改变例如计量装置610的计量速率。在一些构型中，通过控制器控制水流向加热表面的速率可以基于气体在气体通道中的流速。水流向加热表面的流速控制可以基于水从加热表面的蒸发速率。水流向加热表面的流速控制可以基于加热表面的温度，其中加热表面的温度被维持在恒定温度下。关于控制器(包括确定性控制器)的另外的信息可以在国际申请pct/nz2015/050128(公布为wo2016/036260，通过援引以其整体并入本文)中找到。

有利地，本文披露的模制构件可通过基本上防止或延迟系统的一个或多个模制构件的层离而增加系统(例如，呼吸系统和/或吹气系统)的寿命。在一些方面中，通过防止和/或显著延迟层离，防止或减少由层离产生的传感器的腐蚀、气压的泄漏和/或湿度的损失。在一些实施例中，在装置或其部件的整个寿命中完全防止了层离。在其他情况下，本文披露的结合层(例如，包含共价键和/或含硅连接体的结合层)将装置或其部件的寿命(例如，通过层离的延迟等)增加了大于或等于约：2倍、4倍、6倍、10倍、20倍、50倍、100倍或包含或跨越上述值的范围。

在一些实施方式中，如所示，第一流体导管608和第二流体导管612可以被配置为将流体输送到呼吸加湿系统601的不同部件。如图14a所示，第一流体导管608可以被配置为将流体从流体储存器606流体地输送到计量装置610，并且第二流体导管612可以被配置为将流体从计量装置610流体地输送到加湿壳体615。在一些构型中，第一流体导管608和/或第二流体导管612是任选的。例如，如果流体储存器606与计量装置610处于直接流体连通，则第一流体导管608不需要存在。同样地，如果计量装置610与加湿区域615处于直接流体连通，则第二流体导管612不需要存在。

如图14c所示，第一流体导管608和/或第二流体导管612可以另外包括一个或多个过滤器628，所述一个或多个过滤器被配置为从自流体储存器606传递的流体去除污染物、杂质或者其他不希望的材料。在一些实施例中，用于过滤器的壳体是或包括如本文其他地方所披露的模制构件。在某些实施方式中，过滤器628可以包括被配置为进行此类行为的任何结构，包括定位在第一导管608和/或第二导管612的流体流动路径中和/或被配置为在微量过滤、超滤或者反渗透中使用的可渗透膜或半透膜。第一导管608和/或第二导管612中一个或多个过滤器628的存在可以有助于向呼吸加湿系统601的用户保证引入加湿壳体615中的流体的质量处于可接受水平。如果过滤器628中的一个或多个已经被使用过长时间段，则过滤器628可以被替换。在一些实施例中，第一导管608和/或第二导管612也可以被替换(例如，如果它们被污染)。然而，有利地，由于本文披露的模制构件的稳健性，在一些实施例中，可以执行使用消毒剂和/或在消毒温度(例如100℃或更高温度)下的纯化循环，而不会损坏呼吸系统或其部件的结构。在一些实施方式中，在替换过滤器的情况下，将用于过滤器的模制壳体保持原样以便继续使用。过滤器628的使用时限可以通过例如位于第一导管608和/或第二导管612中或上的化学变色指示器向用户指示，或者过滤器628的颜色由于长时间暴露于气体和/或流体而可以随时间改变。过滤器218可以用作加湿液体的初步分配器。

如上所述，计量装置610可以用来将流体从流体储存器606计量到加湿壳体615。计量装置610可以包括例如流体正排量泵，所述流体正排量泵可以沿着例如第一导管608和/或第二导管612将流体从流体储存器606主动传送到加湿壳体615。在某些实施例中，计量装置610可以反向运行或者作用来从加湿壳体615抽吸流体。流体排量泵可以包括例如正排量泵，诸如压电隔膜泵、蠕动泵、微型泵、或者渐进式腔体泵。

如图14b所示，系统可以体现为内嵌式加湿器。在此实施例中，加湿系统601可以是呼吸电路的另外装置以用于与任何流动生成系统一起使用或者所述加湿系统可以是使用环境空气并且依赖于正常患者呼吸来生成气体流的独立式加湿器。

在未示出的一些构型中，加热装置614可以定位在气体通道602的外部。例如，加热装置614可以存在于单独的隔室中。在一些实施例中，隔室是或包括如本文其他地方所披露的模制构件。隔室可以被物理连接到气体通道602上但是可以与气体通道602流体隔离。可以通过使用定位在隔室与气体通道602之间的半透膜使隔室624与气体通道602流体隔离。在一些实施方式中，膜经由壳体连接至系统。在一些构型中，半透膜可能不会允许流体通过但是可以允许已蒸发流体通过(并且由此允许已蒸发流体汇入通过气体通道602的气体)。用于与半透膜一起使用的适合材料的实例包括全氟化聚合物或者具有细孔的聚合物，并且包括如用于2001年5月8日提交并且标题为“expiratorylimitforabreathingcircuit[呼吸回路的呼气局限]”的共同拥有的美国专利6,769,431以及2010年12月22日提交并且标题为“componentsformedicalcircuits[用于医疗回路的部件]”的美国专利申请号13/517,925中描述的导管中的那些的材料，这两个专利通过引用以其全文结合在本文中。在使用中，可以通过出口616将流体计量到隔室，使用加热装置614(所述加热装置另外可以定位在隔室中)使流体蒸发，并且已蒸发流体被迫使通过半透膜以便汇入通过气体通道602的向下游移动的气体。使出口616与气体通道602流体隔离可以例如降低气体通道602中存在液态水的可能性。

应当理解，计量装置610未必需要包括泵并且可以仅仅包括被配置为以预先确定的、所希望的或者规定的量将流体分配给加湿壳体615的结构。例如，在一些未示出的实施例中，流体储存器606可以高于气体通道602和/或加湿壳体615竖直地悬置。流体储存器606可以与机电阀连通，所述机电阀可以响应于由控制器618所生成的信号部分地或者完全地打开或关闭以控制流体从流体储存器606通过第二流体导管612到达加湿壳体615的传递。在一些实施方式中，流体储存器可以包括模制在储存器中的一个或多个传感器(例如，在一个或多个pcb上)。在某些实施方式中，流体储存器是或包括具有一个或多个传感器的模制构件，所述传感器经由如本文其他地方披露的结合层与储存器的内容物连通。

在一些构型中，第二流体导管612可能不存在并且流体储存器606可以与机电阀协作来将流体直接传送到加湿区域615(和/或加热装置614处或者附近的位置)。流体流量传感器(如但不限于微机电系统或者mems传感器)可以用于确定通过机电阀或者第二流体导管612的流体流量。在一些实施例中，这些传感器是如本文其他地方披露的pcb传感器，其可以经由如本文其他地方披露的结合层模制到系统中。来自流体流量传感器的信号或者由这些信号导出的值可以用于例如经由闭环控制来控制机电阀的操作。在一些实施方式中，流体储存器606可以在气体通道602的竖直上方，而在一些构型中，流体储存器606可以与气体通道602处于相同的水平或低于气体通道602。其他力可以作用于流体储存器606上以结合机电阀对流体进行计量。例如，呼吸加湿系统601可以被配置为使得使用通过呼吸疗法系统600和/或呼吸加湿系统601的气体的力从储存器606推进流体。在一些构型中，气体可以直接作用于流体储存器606中的流体上。在一些构型中，流体储存器606可以由从流体储存器606迫出流体的流体填充袋(由例如来自流动生成器620或者来自单独气体源的气体填充)加压。可以使用由例如弹簧或者其他机械布置所生成的偏置力来控制由袋所施予的压力。

在一些实施例中，加热装置614可以被配置为将热量传送到被计量到加热装置614上或者附近的流体，以激励流体蒸发并且夹带到流动通过气体通道602的气体流中。如本文其他地方所披露的，加热装置614的具体形式不受限制，并且可以设想许多种加热装置用于与呼吸加湿系统601(或吹气系统等)一起使用。在一些构型中，加热装置614可以包括模制构件(如本文其他地方披露的)，所述模制构件包括加热表面或元件，所述加热表面或元件可以在施加电能时电阻加热。电阻加热板可以由导电金属材料构造而成，但是也可以由导电塑料制成。

控制器618可以包括微处理器或者被配置为引导系统600、601的可控制部件的操作的某种其他体系结构。在某些实施方式中，这些微处理器或其他体系结构与为模制构件的一部分的传感器或特征连通(例如，电子连通)(如本文其他地方所披露的，例如，pcb上的传感器，其连接至系统的部件并经由结合层与模制材料偶联)。在一些构型中，一个控制器618可以控制呼吸疗法系统600和/或呼吸加湿系统601(或其他加湿系统)的每个可控制部件的操作，所述每个可控制部件包括但不限于计量装置610、加热装置614、和/或流动生成器620。控制器618可以物理上存在于呼吸疗法系统600的部件中、上或者附近，所述部件包括但不限于流动生成器620、呼吸加湿系统601、壳体603、和/或气体通道602。在一些构型中，控制器618可以与呼吸疗法系统600物理上分离。例如，控制器618可以位于远程计算机、平板电脑、移动电话、智能手表或者另一个装置上，并且控制器618可以远程引导呼吸疗法系统600的可控制部件的操作。在一些构型中，多个控制器可以用于控制呼吸疗法系统600和/或呼吸加湿系统601的可控制部件的操作。多个控制器可以各自被引导来互斥控制系统600、601中的一者或两者的一个或多个可控制部件。在一些构型中，系统600、601中的一者或两者的一个或多个可控制部件的控制可以由多个控制器来处理。多个控制器可以被配置为彼此通信。

如图14c所示，可以存在流量传感器。表示气体通过气体通道602的流速的流动信号可以由定位在气体通道602中的气体流量传感器634(参见图14c)生成。由气体流量传感器634所生成的信号可以被处理并且被转变成气体流速值。流量传感器可以是如本文其他地方披露的模制构件的一部分。表示加湿壳体615的上游气体或者呼吸疗法系统600外部的环境气体的相对湿度或者绝对湿度的水分信号可以由定位在加湿壳体615上游或者呼吸疗法系统600外部的湿度传感器636(例如，如图14c所示)生成。由湿度传感器636所生成的信号可以被处理并且转变成水分值。

不同传感器模块也可以定位在气体通道602中、位于加湿壳体615下游。如图14c所展示，传感器模块可以包括例如流量传感器638、湿度传感器640(例如，包括绝对湿度传感器和/或相对湿度传感器)、温度传感器641、和/或压力传感器642。这些传感器中的每一个可以单独地或共同地经由结合层结合到提供系统部件的模制材料。例如，模制构件(如本文其他地方所披露的)可以是通道602的壁的一部分。模制构件可以提供有一个或多个传感器。这些传感器中的一个或多个可以由控制器618使用来促进呼吸疗法系统600和/或呼吸加湿系统601的部件的控制，包括气体流动生成器620(包括例如鼓风机621的电动机转速)、加热装置614的热输出、计量装置610的计量速率、和/或某种其他部件的操作控制。

同样，如图14c所展示，气体浓度传感器635(可以经由结合层结合到系统的部件)可以定位于气体通道602中。气体浓度传感器635可以被配置为感测气体流中的一种或多种气体的浓度。气体浓度传感器635可以包括被适配成感测例如氧气的超声波传感器。所感测气体可以包括例如通过气体浓度调节阀639从气体储存器637引入到气体通道602的氧气、一氧化氮、二氧化碳、和/或氦氧混合气。气体浓度传感器635可以使用由气体浓度传感器635所生成的气体浓度信号来基于预先确定的所希望气体浓度(例如，由用户通过用户接口605所键入)控制气体浓度调节阀639(例如，经由闭环控制)。

在一些构型中，并且如图14c所展示，作为有助于避免过热气体灼伤患者的安全措施，流量传感器617可以与加湿壳体615和/或加热装置614通信。说明性地，流量传感器617可以被配置为在检测到加湿壳体615中和/或加热装置614中或上存在流体时生成信号。控制器618可以使用由流量传感器617所发射的信号来控制计量装置610的操作和/或加热装置614的操作。例如，计量装置610的计量速率和/或加热装置614的热输出可以被设定成由流量传感器617所生成的信号的函数。如果信号未指示加湿壳体615中或附近、或者加热装置的模块化区域上存在流体，则计量装置610的计量速率可以增大，这是因为加热装置旨在由加湿流体膜所覆盖。同样地，如果信号未指示加湿壳体615中或附近、或者加热装置的模块化区域上存在流体，则加热装置614的热输出可以减小或者被设定为零，以避免将气体加热至不安全温度。如果经确定当预计加湿区域615中和/或加热装置614的加热表面上另外将存在流体时此类位置中不存在流体(例如，如果计量装置610试图以正速率对流体进行计量)，则流量传感器617可以因此用于协助计量装置610和/或加热装置614的控制。在一些构型中，呼吸疗法系统600或者其部件(包括呼吸加湿系统601)可以被配置为在确定让用户了解应当纠正该情形时(例如，通过再填充流体储存器606)生成警告或者将消息传达给用户(例如，通过用户接口605)。

在一些构型中，流体传感器617可以包括电容式流体传感器。如果加热装置614的加热表面存在，电容式流体传感器可以例如包括定位在加热表面的相对侧上的一对导电感测电极。如果导电感测电极被连接在电路中并且施加电压，电路的电容将根据水的存在与否而改变。可以使用例如标准ac测量电路来测量电路的电容。许多其他感测系统(包括超声波水平或者光学水平感测系统)也可以用于确定流体的存在。电容性流体传感器或其一部分可以被模制到适当位置并经由结合层偶联至模制材料。

不同传感器模块可以由控制器618利用来控制呼吸疗法系统600和/或呼吸加湿系统601的不同部件。传感器模块可以包括用于检测气体通道602中或者呼吸疗法系统600中、周围或附近其他地方(包括气体入口623、气体出口627、患者接口622中或附近，或者位于加湿壳体615处、上游和/或下游)的气体的不同特性的一个或多个传感器，这些不同特性包括压力、气体流速、温度、绝对湿度、相对湿度、热含量、气体组成、氧浓度、二氧化碳浓度、环境温度、和/或环境湿度。这些传感器和/或传感器模块中的一个或多个可以例如用于促进流动生成器620的控制(包括由流量传感器620向下游推进的气体的压力和/或流速控制)、加热装置614的热输出控制(包括加热装置的温度控制)、和/或计量装置610的计量速率控制(包括施加给计量装置610的功率和/或电流控制)。这些传感器可以被模制到模制构件(如本文其他地方所披露的)中。在一些构型中，可以使用以上或者本披露中其他地方所描述的传感器或感测模块中的一个或多个确定、估计或者计算出患者使用呼吸疗法系统600和/或呼吸加湿系统601进行的呼吸活动。控制器618可以控制呼吸疗法系统600和/或呼吸加湿系统601的不同部件，这样使得部件基于确定的呼吸活动或者呼吸状态进行操作。

在一些构型中，流动生成器620可以例如包括压缩气体(例如，空气、氧气等)源或者容器。如果使用容器，该容器可以包括阀，该阀可以被调节来控制离开容器的气体流动。在一些构型中，流动生成器620可以使用这种压缩气体源和/或另一个气体源来代替鼓风机621。在一些构型中，流动生成器620可以与鼓风机621一起使用这种压缩气体源和/或另一个气体源。鼓风机621可以包括机动鼓风机或波纹管布置或者被适配成生成气体流的某种其他结构。在一些构型中，流动生成器620可以通过气体入口623抽吸大气气体。在一些构型中，流动生成器620可以被适配成通过气体入口623抽吸大气气体并且可以被适配成通过同一气体入口623或者通过不同的气体入口(未示出)接受其他气体(例如，氧气、一氧化氮、二氧化碳等)。在一些构型中并且如图14b所展示，流动生成器620可以不存在并且呼吸疗法系统600可以被配置为使得只有未加压的环境空气被加湿并且被引导到出口/患者接口622。

在一些构型中并且如图14c所展示，呼吸疗法系统600和/或呼吸加湿系统601可以包括电磁辐射发射器651(定位在例如气体通道602中)。发射器651可以包括紫外光源(例如，uvled)、微波发射器、或者被配置为对气体流动路径进行杀菌的某种其他辐射体。用于对通路(气体通过该通路通过呼吸疗法系统600和/或呼吸加湿系统601)进行杀菌的手段可以减少通过引入所不希望的病原体而导致患者受到感染的忧虑。此发射器可以被提供为模制构件(例如，发射器可以是经由结合层结合到系统的模制材料的pcb的一部分)。

在一些构型中并且如图14c所展示，呼吸疗法系统600和/或呼吸加湿系统601可以包括气体加热区632。气体加热区632可以在通过气体通道602的气体到达加湿壳体615之前对气体进行预加热。如果气体在被加湿之前被预加热，则可以提高加湿效率。气体加热区632可以包括例如存在于气体通道602的内壁和/或外壁中、上、周围或者附近的pcb上的一根或多根电阻电热丝或加热元件。气体加热区632可以由控制器618控制并且与所述控制器处于电连通，该控制器可以使用传感器信号以例如类似于如本披露中其他地方所描述的控制加热装置614的热输出的方式控制气体加热区632的热输出。控制器618可以控制气体加热区632的温度和/或热输出，这样使得气体到达气体出口627、患者接口622、或者患者时的温度为大约31℃至大约43℃之间。在一些情况下，如果气体加热区632远离气体出口627或者患者接口622，气体加热区632可以将气体加热至高于大约37℃至大约43℃之间的温度，这样使得气体到达气体出口627、患者接口622、或者患者时具有所希望的温度(由于气体在沿着例如气体通道602传递时的温度损失所致)。在一些实施例中，气体加热区632的加热装置或其一部分可以经由结合层被模制到系统的模制材料。

气体加热区632可以包括气体预加热器，该气体预加热器可以包括气体加热元件。气体加热元件可以是印刷电路板(如图15a-c所示)。如本文其他地方所披露的，pcb可以是模制构件的一部分，并且可以经由结合层用模制材料模制。pcb可以具有电阻元件。气体加热元件可以是蚀刻箔膜(例如，参见图15d和15e)。气体加热元件可以是加热线圈。气体加热元件可以是ptc陶瓷。呼吸加湿系统600可以具有温度传感器。温度传感器可以定位在气体通道中、位于气体预加热器下游。温度传感器可以定位在气体通道中、位于气体预加热器上游，代替定位在气体预加热器下游的温度传感器或者除了该温度传感器之外。气体加热元件的特征可以用于确定气体的温度。递送到气体加热元件的功率水平的控制可以基于由定位在气体通道中、位于气体预加热器下游的温度传感器所提供的信息。递送到气体加热元件的功率水平的控制可以基于由气体流量传感器以及由定位在气体通道中、位于气体预加热器上游的温度传感器所提供的信息。所希望的气体的下游温度可以基于水从加热表面的蒸发速率来确定。如本文其他地方所披露的，加热表面可以包括被配置为向加热表面提供热量的加热元件。加热元件可以包括多个电阻轨。加热元件可以是印刷电路板。印刷电路板可以具有电阻元件。加热元件可以是蚀刻箔膜(例如，参见图15d和15e)。在类似的静脉中，系统还可以包括对水流进行预加热。这可以通过对水源进行加热、对水定量管线进行加热、或者在加热器板上指定特殊区(例如，水在到达蒸发区之前芯吸在水预加热器上方，或者初始区具有更高的功率密度)来完成。这些热源中的每一个可以是加湿系统的模制构件的一部分(例如，经由结合层结合至模制材料的pcb的一部分)。

入口调节和测试可以包括气体供应位置处或者附近的入口子系统，包括一个或多个入口传感器，一个或多个入口传感器被配置为测量入口气体环境湿度、入口气体流、入口气体温度、以及气体通道的压力水平。入口气体加热器还可以被设置在气体供应位置处或者附近以便在气体进入并且通过气体通道时将气体预加热至所希望的(预先确定的)温度，这样使得气体到达加湿位置时具有所希望的温度。通过对气体进行分开预加热，递送到加湿区中的加热元件的能量可以用于使加湿流体蒸发，从而使在气体通道中对气体进行加热(通过供应来自气体预加热器的显热)以及对气体进行加湿(通过提供来自加热元件的潜热)的功能分离。有利地，这种功能分离容许加热元件在对应于较低温度水平的较低功率水平下进行操作，从而使得呼吸加湿系统更安全且更有效地进行操作。此外，受热气体的温度可以被快速改变，这样使得系统变得比对整个流体储存器或者超过所需显著体积的流体储存器进行加热的系统更加响应于变化。液体流量控制器可以包括加湿流体流动控制子系统，加湿流体流动控制子系统监测并且控制流体被定量供给到加湿区、并且更确切地说定量供给到加热元件的速率。流体流量传感器测量加湿流体的流动并且将测量结果提供给流体流量控制器。在一些实施例中，控制器将测量的流体流速与所希望流体流速(所希望流体流速可以是预定义的、估计的或者确定性导出的)进行比较，并且相应地调节通向计量装置的功率水平。在一些实施例中，加湿流体在被递送到加热元件进行蒸发之前被预加热，从而减少加热元件使加湿流体蒸发所需的潜热的量。可以使用对加湿流体进行预加热的不同模式，包括对流体储存器进行加热、对流体供给管线进行加热、或者在到达蒸发区之前在加热元件上指定特殊流体预加热区。根据某些实施例，止回阀先于计量装置被布置在流体供给管线内以防止加湿流体回流。在一些实施例中，安全阀先于计量装置被布置在流体供给管线内以释放管线中由于泵故障以及其他可能的原因所导致的压力。加热器-板控制器可以包括受热表面子系统，受热表面子系统监测并且控制加热元件的温度。加热表面包括加湿流体被分配在之上并且由加热表面所提供的热能所蒸发的面积。芯吸元件被设置在加热表面的至少一部分上方。芯吸元件被配置为接收并且分配加湿流体层，该层具有递送热量以便使流体蒸发的加热表面的一个或多个部分上方的厚度。芯吸元件可以包括纸、织物、微纤维或微结构，包括微流体通道(例如，经由结合层被模制并结合到加热表面上那些)。加热表面可以包括加热板、电阻加热板、或者具有电阻轨的电路板，仅举数例。在一些实施例中，加热表面是电路板，其用模制材料例如热塑性材料模制，如本文其他地方所披露的。在一些实施例中，可以使用多个加热表面或者区。每个加热表面可以被维持在相同或者不同的温度水平。加热表面温度传感器与加热表面处于热接触并且与加热表面温度控制器通信。表面加热器(表面加热器也与表面温度控制器通信)被配置为根据加热表面的构型控制加热表面或者多个加热表面或加热区的温度。

图16a是根据本披露的一个实施例的实例集成加湿系统700的透视图。图16b是示出加湿系统700的空气体流动的竖直截面图。图16c是示出加湿系统700的水流动的竖直截面图。图16d是加湿系统700的水平截面图。在一些构型中，加湿系统700可以是使用环境空气并且依赖正常患者呼吸生成气体流的独立式加湿器。在一些构型中，加湿系统700可以是呼吸电路的另外装置以用于与任何流动生成系统(例如与通风机)一起使用。图16e-16f示出了被安装以用于与集成系统中的流动生成系统一起使用的加湿系统700。

如图16a所示，加湿系统700包括壳体703、气体入口731以及气体出口733。气体入口731被配置为将气体接收到加湿系统700中。在一些构型中，气体入口731被适配成与气体入口管、流动生成系统或者其他气体源相连接。气体出口733被配置为将加湿的气体递送出加湿系统700并且递送给患者。在一些构型中，气体出口733被适配成连接到气体出口管上，例如，连接到患者接口上的呼吸管(例如插管)。加湿系统700还包括一个或多个进水口708，该一个或多个进水口被配置为允许从水流量控制器所接收的水进入加湿系统700中。在一些实施例中，加湿系统700包括进水口和出水口。在一些实施例中，因为输入到系统中的所有水被蒸发以便对气体进行加湿，加湿系统700只包括入口。加湿系统700还包括电连接器751，该电连接器用于向系统供应功率并且用于与系统的不同部件通信。加湿系统还可以用于向受热呼吸管和嵌入式传感器提供功率，这样使得设计充当需要功率或者通信的下游系统部件的导管。图16b是示出图16a的加湿壳体的空气体流动的竖直截面图。如图16b所示，壳体703限定气体流动路径738。在此构型中，气体在气体入口731处进入加湿系统700，并且由内壁737向下引导。内壁737的底部的开口738允许气体传递到内壁737的另一侧，气体在另一侧被向上引导并且在气体出口733处被引导出加湿系统700。壳体703可以包括内部挡板705。气体沿着流动路径735由从加热元件714蒸发掉的已蒸发水进行加湿。在图16a中可以透过气体入口731部分地看见加热元件714，并且加热元件714的截面图在图16c和图16d中是可见的。以下参考图15a-15c，加热元件714的示例性构型被描述为加热元件800。在一些实施例中，呼吸加湿系统的壳体、入口、出口等的任何部分包括可包括一个或多个pcb的模制构件。

图16c是示出图16a的加湿壳体的水流动的竖直截面图。在所示的构型中，在入口708处进入的水通过通道718被分配以便接触加热元件714。在所示的构型中，通道718部分地位于内壁737内。如所示，大部分或基本上全部的加热元件714被包封(例如，被封装，封闭等)在模制材料中，所述模制材料可以经由结合层被结合至加热装置的基底。图16d是图16a的加湿壳体的水平截面图。如图16d所示，加热元件714可以使壳体703在第一方向上分离，并且内壁737可以使壳体703在与第一方向正交的第二方向上分离。因此，加热元件714被浸透在流动路径中。在一些构型中，此构型有效地加倍了表面积、提供功率效率的急剧增加、使得表面温度读取更精确、并且允许壳体703被保持相对冷却(并且因此安全)。在图16d的实施例中，挡板705被包括在空气体流动路径中。

图16e-16f示出了被安装以用于与流动生成系统790的实施例一起使用的加湿系统700。流动生成系统790可以包括用于连接到外部气体源上的气体入口791以及可以被适配成连接到加湿系统700的气体入口731上的气体出口793。在所示的构型中，流动生成系统790包括多个输入控件795。在一些构型中，流动生成系统790可以是可购自新西兰奥克兰费雪派克医疗保健公司(fisher&paykelhealthcareofauckland,nz)的艾尔沃(airvo)。在一些实施例中，流动生成系统的一个或多个部件(例如，流管等)包括传感器，所述传感器用模制材料模制并且经由结合层偶联到所述模制材料从而偶联到所述系统的模制构件(如本文中其他地方所披露的)。

图15a是根据本披露的实施例的加热元件800的实施例的透视图。图15b是加热元件800的顶视图。图15c是加热元件800的局部顶视图。在一些构型中，如本文其他地方所披露的，印刷电路板加热元件800可以用作以上参考图16a-16f所描述的加湿系统700的加热装置814，或者用作本文所描述的任何其他加热装置(例如，图14a-14c的加热装置614)。

如本文其他地方所披露的，加热装置800可以包括印刷电路板801以便于提供加热。印刷电路板801可以具有多个电阻轨811。电阻轨811可以是铜和/或铝。加热元件800的外表面可以包括芯吸表面。芯吸表面可以由印刷电路板801上的模制材料提供(并且经由结合层结合)。模制材料本身可以具有微通道(下面更详细地描述微通道)。模制材料可以是如本文其他地方披露的热塑性材料和/或可以是热固性材料。加热元件800可以具有模块化区。例如，在所示的实施例中，电阻轨811被分成三个模块化区803、805a、805b。在一些构型中，模块化区805a和805b被串联连接。在一些构型中，加热元件800可以具有被配置为对水进行预加热的第一区以及被配置为使水蒸发的第二区，如将参考图15c所描述。单个区可以是潮湿的，并且该单个区可以通电。这赋予控制器灵活性。可替代地，整个加热表面可以通电，并且整个加热表面可以被保持潮湿而不是在所分离区中进行操作。

如图15b所示，加热元件800可以包括电触点857(用于功率转换或者通信)，这些电触点可以用于为呼吸加湿系统的另外部件供电。虽然加热元件的其余部分可以用模制材料覆盖(例如，用其包封)，但是这些电气部件可以跨越模制材料的壁或表面，并且可以例如在加湿系统的加湿腔室外部连接至电缆等。在一些实施例中，电触点857可以向受热呼吸管(hbt)供电。作为另一个实例，电触点857可以用于向另外传感器(例如，温度传感器、压力传感器、或者如本文所述的其他传感器，其可以模制并且经由结合层结合到模制材料)供电或者与其连通。

在一些实施例中，微通道可提供芯吸表面。芯吸表面可以与气体的预加热协同工作以便允许加热表面被维持在相对低的温度下。这是因为更低温需要更大表面积生成必要的蒸气体流量，并且更大的面积需要更有效的机构来使液体分散以便使更多受热表面用于蒸发。在一些构型中，微通道可以是形成在表面上的小规模(例如，微尺度)凹槽。表面可以是平坦的或者弯曲的。在一些构型中，微通道可以是高度有序的。在一些构型中，微通道以一定图案布置(参见例如图17a，其示出了网格结构图案的一个实例；以及图17b，其示出了放射状图案的一个实例；这些实例是非限制性的并且其他图案是可能的)。在一些构型中，微通道的目的是使液体遍布表面分散，从而针对给定体积增大表面积。在一些构型中，微通道沿着微通道的长度具有大约均匀的截面轮廓。例如，微通道可以具有圆形或者半圆形、椭圆形或者半椭圆形、矩形、三角形(v形)、或者梯形截面。在一些构型中，微通道可以包括圆形边缘和/或拐角。在一些构型中，微通道可以具有在微通道的长度内改变的可变截面轮廓。例如，微通道沿着微通道的长度可以变得更深和/或更宽。微通道可以是“开放式”微通道，“开放式”微通道包括向环境开放的至少一个侧面。例如，微通道可以是形成到表面中的v形凹槽，并且微通道中或者上的液体可以在v的至少一个开口侧通向环境。因为微通道的开口侧提供被蒸发流体所去的地点，此类微通道可以促进液体的蒸发。例如，开放式微通道的开口侧可以通向气体通路。微通道上或中的液体可以蒸发，并且所蒸发液体可以被夹带在流动通过气体通路的气体中。在一些构型中，微通道可以具有小于或等于约以下的深度(也可以视为高度)：1μm、10μm、20μm、30μm、50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm、或包括和/或跨越上述值的范围。在一些构型中，微通道可以具有小于或等于约以下的宽度：1μm、10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm、或包括和/或跨越上述值的范围。在一些构型中，微通道的侧壁的倾斜可以在0-45度范围内。如在本文中所使用，在壁与竖直线之间(换句话说，在壁和与微通道形成的表面垂直延伸的轴线之间)测量侧壁的倾斜。也就是说，0度的壁倾斜表示完全竖直的壁。例如，如果微通道的侧壁包括0度壁倾斜，微通道可以是大约正方形的，并且正方形的顶部可以是开放的。作为另一个实例，如果微凹槽的侧壁包括45度壁倾斜，当倾斜壁直接交叉时微通道可以是大约v形的，或者当侧壁与微通道的水平平坦底表面交叉时是大约梯形，并且微通道的顶部可以是开放的。在一些构型中，微通道的侧壁的倾斜可以在5-20度范围内。微通道可以通过芯吸(毛细作用)、或者在一些情形中通过液体通过通道的重力流使液体分散。在一些构型中，微通道可以由延伸超过表面的突起限定，其中微通道由突起之间的空间形成。

在一些构型中，加热元件800包括一个或多个传感器以用于测量加热元件800的表面温度。一个或多个传感器可以是热敏电阻器821。在一些构型中，可以至少部分地通过确定加热元件800的电阻水平或者其他特性计算出加热表面温度。加热元件的电阻水平可以用于指示加热表面的平均温度。加热元件可以被布置成在加热元件的指定区中递送与递送给加热元件的其他区的功率密度相比更高的功率密度。加热元件的指定的更高密度区域可以位于水向加热表面的供应出口处。加热元件的指定的更高密度区域可以位于加热表面上的水预加热区域处。呼吸加湿系统可以包括位于气体通道的出口位置处的温度传感器，温度传感器可以充当安全阀。

电阻轨811和/或传感器(例如，热敏电阻821)可以电连接至定位于印刷电路板801的接触区域851上的电触点852(例如，其可以从pcb的模制材料包封部分跨越到腔室(例如加湿腔室)的外部区域)。接触区851可以被定位成与加湿系统700的电连接器751相配对。

在一些构型中，加热元件800被配置为向水提供某种“预加热”。在一些构型中，这可以简单地通过增加水被引入区域的轨(并且因此功率)密度来实现。该区将使功率密度增加对小区域内的水进行加热所需的额外的量。例如，如图15c所示，如果水在位置808处被引入到加热元件800并且加热元件的表面被配置为在箭头方向上芯吸遍布加热元件800上的水，加热元件800可以包括在位置818处和周围的位置处(换句话说，靠近水被引入的位置808)的更大密度的电阻轨811以及位置828周围的位置处(换句话说，远离位置818)的更低密度的电阻条811。在一些实施例中，空气和/或水用加热元件预加热。用于为水提供预加热的另一个选项是在供水管线中包括加热器(即，位于泵/流量传感器与表面的偶联件之间)，加热器可以是ptc(正温度系数)元件、或者加热线圈、或者与水流处于热接触的任何其他加热器，加热器将水加热至与加热元件800的表面相同的温度。虽然以上参考对水进行加热描述了加热元件800，类似的加热元件800也可以用于对气体进行加热，例如作为气体预加热器。

图15d示出了根据本披露的实施例的加热元件800a、800b的两个替代实施例的顶视图。加热元件800a、800b可以包括蚀刻箔膜801a、801b。蚀刻箔膜801a、801b可以包括多个电阻条811a、811b。加热元件800a、800b还可各自包括电连接件851a、851b。这些电连接件可以位于加热元件的包覆模制部分的外部。例如，如本文其他地方所披露的，pcb的加热部分可以在系统的腔室内部，其中其被模制材料包封并经由结合层与之熔合，而电缆在所述腔室的外部。在一些实施例中，圆形实施例800b可提供腔室加湿系统的底表面或顶表面(如例如图4a所示)。图15e示出了处于卷起构型的加热元件800a的实施例。

在一些构型中，加湿系统包括不同部件(例如，分配和/或芯吸系统)以便将加湿流体递送到加热元件。在一些构型中，将水递送到加热元件表面遍布整个表面、换句话说使加热元件表面浸透是优选的。在一些实施例中，分配/芯吸系统能够维持流速。在一些构型中，如果分配器不能够足够快地芯吸水以便保持加热元件被浸透，则不足以使水分配在表面上方。在一些构型中，分配器能够维持在约0ml/分钟至约5ml/分钟之间、在约1ml/分钟至约4ml/分钟之间、以及约2ml/分钟至约3ml/分钟的液体流速。

分配和/或芯吸系统可以包括两个部分：芯吸表面，芯吸表面使水遍布表面分配；以及偶联件，偶联件在一个或多个点处将供水系统连接到表面上。偶联件还可以进行部分水分配(例如，通过在区或者线而不是在点处偶联水)。可以用于偶联和芯吸的技术包括但不限于：织物/纸(例如，金百利克拉克(kimberly-clark)hydroknit)；微通道；亲水涂层(例如，荷叶涂层hydrophil)；毛细/接触吸液芯(定制设计)和/或多孔聚合物(例如，宝利事(porex)纤维)。在一些构型中，芯吸表面可以是微通道表面，微通道表面可以包括仅在一个方向上的平行通道；连接到更大数量主通道上的一小组分配通道；和/或从单点径向分配的通道等其他可能的构型。芯吸表面还可以是吸收织物或者吸收纸、超亲水涂层表面、或者薄的多孔介质。

图17a是示出根据本披露的实施例的网格结构的微通道水分配模式900a的实施例的图。分配模式900a包括水输入区域901a、第一微通道902a和第二微通道903a。第一微通道可以充当将水分配到第二微通道的分配通道。第二微通道将水分配遍及表面。网格结构的微通道水分配模式900a可以被施加到加热元件800的表面上(例如，作为被模制并且经由结合层结合到作为基底的pcb的模制材料)。网格结构的微通道水分配模式900a是如本文所述的芯吸元件的一个实例。在一些构型中，第一微通道902a使水在第一方向上移动并且第二微通道903a使水在与第一方向正交的第二方向上移动。然而，可以修改网格结构的微通道水分配模式以包括定向在相对于第二微通道的其他位置的第一微通道。在一些构型中，网格结构的微通道水分配模式仅包括第一微通道或仅包括第二微通道。通常，网格结构的微通道水分配模式是以下系统，其中微通道分配水：水被供应至若干分配通道，所述若干分配通道分成跨大部分表面进行芯吸的许多通道。

图17b示出了根据本披露的实施例的放射状微通道水分配模式900b。图17b是从视频中截取的静止图像，所述视频示出了对荧光染料进行芯吸的放射状微通道。荧光染料被滴到中心点901b之上并且由通道向外芯吸。放射状微通道水分配模式900b包括从水被引入的中心点901b放射状散开的微通道。在一些构型中，为了保持通道密度一致，微通道可以在其从中心点901b放射时分裂。放射状微通道水分配模式900b还可以包括周向延伸的微通道。

图18a是根据本披露的实施例的包括玻璃滑动偶联件1031的呼吸加湿系统1000的实施例的透视轴向截面图。图18b是图18a的呼吸加湿系统1000的透视截面侧视图。图18c是图18a的呼吸加湿系统1000的侧视图。图18d是图18a的呼吸加湿系统1000的透视组装轴向图。玻璃滑动偶联件1031可以被认为是接触角/毛细管线分配器。在所示的实施例中，呼吸加湿系统1000包括气体入口1001和气体出口1003，以及在气体入口与气体出口之间延伸的气体流动通道1005。当气体从入口1001移动到出口1003时，气体在流动通道1005中被加湿。呼吸加湿系统1000还包括微泵1021，该微泵被适配成将水从水源供应到系统中。水经由水管入口1021从微泵1021被递送到流动通道1005中。呼吸加湿系统进一步包括玻璃滑动偶联件1031，所述玻璃滑动偶联件抵靠加热元件1014的表面1033被固持成锐角1025(参见图18c)。表面1033包括在箭头的方向上并且垂直于玻璃滑动件1031延伸的微通道。供水管1023被放置在玻璃滑动偶联件1031与表面1033的交汇处。由于玻璃滑动偶联件1031与表面1033之间的锐角1025(参见图18c)，水沿着交汇处被芯吸，并且然后由微通道遍布表面1033芯吸。值得注意地，偶联件1031仅在一侧使加热元件1014暴露；然而，在一些构型中，可以修改设计以便在两侧使加热元件1014暴露。呼吸加湿系统1000还可以包括气体流动路径1005中的蜂巢气体扩散器1045。本文所述的加热元件可以是部分pcb，其用模制材料模制以提供包括结合层的模制构件。

图19是根据本披露的实施例的卷绕在加热元件1114的边缘上的分配管偶联件1100的透视图。此图示出了被用作偶联件或者分配器的管1101。管1101夹在加热元件1114上方，并且随后水被泵送到管1101中。当管1114充满时，水跨加热元件1114被抽吸。值得注意地，管偶联件1100可以将水分配到加热元件1114的顶表面1114a和底表面1114b两者上。在一些实施例中，管包括如本文其他地方披露的模制构件。

图20是根据本披露的实施例的多孔介质偶联件1200的图。偶联件1200被示出为沿着加热元件1214的表面延伸的散列条带。偶联件可以是例如一件织物。水被送给到织物之上以便允许水沿着μ通道分配。在一些构型中，偶联件1200可以是薄的多孔介质，如多孔聚合物或者烧结聚合物。在一些实施例中，可以将聚合物或其他材料模制在加热元件上，并经由如本文中其他地方披露的结合层附接到加热元件上。

图21a是根据本披露的实施例的放射状偶联件1300的透视图。图21b是图21a的放射状偶联件1300的透视截面图。放射状偶联件1300可以被认为是腔体/面部偶联件。通常，偶联件1300推动水撞击加热元件的表面。在一些构型中，偶联件1300被配置为与充分亲水的或者吸收的表面一起工作。在一些构型中，偶联件1300被适配成使得当存在多个出口时，出口被保持平衡例如使得水不会简单地青睐一条路径而完全在该方向上流动。在一些实施例中，偶联件1300在入口1301处接收所供应水并且在加热元件的中心处并且向两侧径向地供水。如图21b所示，水从入口1301向下流动通过一系列通道1303到达加热元件(未示出)。偶联件1300可以包括多个出口1305。在一些构型中，偶联件1300还递送水通过中心通道1307，该中心通道穿过加热元件中的孔延伸到另一侧上的类似的系统。在图21b中，箭头被添加来示出水的流动。

图22a是根据本披露的实施例的夹层偶联件1400的透视图。图22b是图22a的夹层偶联件1400的示意性透视截面图。偶联件1400包括本体1401，所述本体具有一个或多个凸出区段1403。出水口1405可以定位在凸出区段1403的向内表面中的一个或者每个向内表面上。如图22b所示，偶联件1400包括进水口1411以及将水递送到出水口1405的内部通道。箭头已经被添加到图22b以便示出水的流动。加热元件(如图22c和图22d所示)可以定位在凸出区段1403之间并且接收来自出口1405的水。如本文其他地方所披露的，加热元件可以经由结合层偶联(例如固定)至模制材料(例如，夹层偶联件的一部分)。图22c是根据本披露的实施例的附接到加湿壳体703上的图22a的夹层偶联件1400的截面图。图22d是根据本披露的实施例的附接到加湿壳体703上的图22a的夹层偶联件1400的示意性截面图，所述加湿壳体包括印刷电路板加热元件800。壳体703可以类似于参考图16a-16d所描述的加湿系统700的壳体703并且加热元件800可以类似于参考图15a-15c所描述的加热元件800。

图23a是根据本披露的实施例的加湿系统1500的替代实施例的透视图。图23b是图23a的加湿系统1500的截面图。如图23b所示，加湿系统1500包括顶层和底层。图23c是示出图23a的加湿系统1500的顶层的截面图。图23d是示出图23a的加湿系统的底层1500的截面图。加湿系统1500可以包括气体入口1501和气体出口1502。加湿系统可以包括鼓风机1531，该鼓风机被配置为将来自气体入口1501的气体移动到气体出口1502。入口1501和出口1502可以由通道连接。流动感测装置1551和气体感测装置1581可以位于通道内。流量感测装置和气体感测装置的一部分可以被包覆模制并且经由结合层结合至模制材料，如本文其他地方所披露的。加湿系统1500包括功率/通信连接器1503。

加湿系统1500可以包括加热表面腔体1511，该加热表面腔体被配置为接收如本文其他地方所描述的加热元件。如本文其他地方所述，加热元件可以经由结合层用模制材料模制。加热表面腔体还包括水定量供给区段1561，该水定量供给区段可以配置有将水应用到加热元件的偶联件。水定量供给区段1561可以与液体流动模块1541、进水口1542、止回阀1543以及微泵1544处于流体连通。加湿系统1500还可以包括经由端口1572是可访问的电子腔体1571。

图24是根据本披露的一个实施例的内嵌式加湿系统的视图。图24的内嵌式加湿系统包括入口与出口之间的气体通路中的预加热器和加热器(加热器由受热表面表示)。加热器控制器被连接到预加热器和加热器上。预加热器在气体到达加热器之前对气体进行加热。加热器还被连接到将水分配到加热表面之上的水控制器上。由水控制器所施加的水的量以及由加热器控制器所施加的热量可以根据在本文中所描述的原理确定性地控制以便使水蒸发并且对气体进行加湿。系统的出口可以被连接到受热呼吸管(hbt)(即，递送吸入管)上。hbt所必要的功率和感测系统可以由加湿系统整体地提供，或者单独提供或在外部提供。包括加湿系统作为递送管的一部分的优势是简单性、成本减少、以及通过确保根据需要替代的质量控制。

现在参考图25，其是医疗吹气加湿系统的视图，所述系统包括根据实施例构造和操作的加湿器和/或加湿腔室。图25展示了用于向患者1602递送温度与湿度受控的气体的吹气系统1600，吹气系统1600具有包括加湿器控制系统1606的加湿设备或加湿器1604。加湿器1604通过入口导管1610连接到气体源1608。加湿器1604通过患者或气体递送导管1612向患者1602递送加湿的气体。导管1610、1612可以由柔性塑料管制成。导管1610、1612包括呼吸回路的一部分，该呼吸回路是用于将气体从气体源1608递送给患者的气体流动路径。气体源1608可以与系统1600成整体并且包括流动生成器，该流动生成器包括例如鼓风机(即，气体源1608和加湿器1604可以组合来形成单个设备，或者这两个单独的部件可以是模块化的并且被配置为连接在一起而其间不需要单独的导管，如本领域已知的)。可替代地或另外地，气体源可以是单独的但连接到系统1600，并且包括例如医院压缩气体源。

加湿器1604可以通过气体供应源或入口导管1610从气体源1608接收气体。气体可以通过过滤器1611进行过滤，并且通过加湿器入口1614递送到加湿器1604。气体在穿过加湿腔室1616时被加湿，并且气体穿过加湿器出口1618流出并进入患者导管1612中。气体然后移动穿过患者导管1612经由连接器1640(例如鲁尔连接器)和患者接口1636而到达患者1602。患者接口1636可以是例如但不限于：用于腹腔镜手术的套管针或插管、或用于开放手术的扩散器。患者导管1612包括气体递送导管，该气体递送导管包括呼吸回路的一部分，该呼吸回路包括在流动生成器与患者之间形成气体流动路径的一个或多个导管或管，包括气体供应导管1610。

加湿器腔室1616可以与加湿器1604的主体1624可移除地接合。加湿腔室1616可以包括侧壁和基部/底部。加湿腔室1616可以进一步包括顶部、可打开的盖，或者可以是无顶的(例如，顶部敞开的，在这种情况下，加湿腔室1616可以被容纳在加湿器主体1624的可密封腔体中)。在一些实施例中，当从顶部观察腔室时，顶壁、基壁和侧壁可以一起限定基本上圆形的腔室、基本上方形的腔室、基本上矩形的腔室或其他形状(三角形等)中的任一种。对于圆的(例如，圆形的)腔室，侧壁可以是弓形形状的并且可以限定其他弓形形状。例如，当从顶部观察时，腔室可以是椭圆形腔室，或者当从上方观察时，可以是具有弧形但不一定是完美圆形的任何其他腔室。当从顶部观察时，腔室可以关于至少一条轴线对称。优选地，当从上方观察时，腔室关于2条轴线(即，水平轴线和竖直轴线)对称。

加湿腔室1616的基部1621可以具有导热(例如，金属)区域或者可以是完全导热的，并且可以被适配成容纳一定体积的水的储存器1620，该水可以被加热器板1622加热。加热板1622可包括配置为向加热表面提供热量的加热元件。如本文其他地方所披露的，加热板和/或加热元件可以是模制构件的一部分，其经由结合层结合至模制材料(例如，腔室基部)。加热器板1622可以与加湿腔室1616的导热基部1621处于热接触。向加热器板1622提供电力可以导致热量从加热器板1622通过导热基部1621流到水1620。当加湿腔室1616内的水1620被加热时，它可以蒸发，并且蒸发的水可以与从气体源1608(任选地经由过滤器1611)流过加湿腔室1616的气体混合。因此，加湿的气体经由出口1618离开加湿腔体1616，并且经由患者导管1612、连接器1640、患者接口1636到达患者1602并且进入手术部位，以例如对手术部位吹入和/或扩大体腔。

加湿器1604包括加湿器控制系统1606，该加湿器控制系统被配置为控制被递送至患者1602的气体的温度和/或湿度。加湿器控制系统1606可以被配置为通过控制被供应至加热器板1622的电功率来调节被供应至气体的湿度的量。加湿器控制系统1606可以根据软件中设置的指令并且响应于系统输入来控制加湿系统1604的操作。系统输入可以包括加热器板传感器1626、腔室出口温度传感器1628和腔室出口流量传感器1630。例如，加湿器控制系统1606可以接收来自加热器板传感器1626的温度信息，该温度信息可以用作对控制模块的输入，该控制模块用于控制加热器板1622的功率或温度设定点。加湿器控制系统1606可以被提供有气体的温度和/或流量的输入。例如，腔室出口温度传感器1628可以被提供用于向加湿器控制系统1606指示加湿的气体在离开加湿腔室1616的出口1618时的温度。可以使用任何适合的温度传感器1628(如基于金属丝或基于pcb的温度传感器)来测量离开腔室的气体的温度。腔室出口流量传感器1630可以被提供用于向加湿器控制系统1606指示加湿的气体的流速。可以使用任何合适的流量传感器1630(如热丝式风速计或被配置为用作流量传感器的热敏电阻)来测量穿过腔室1616的气体的流速。在一些实施例中，温度传感器1628和流量传感器1630位于同一传感器壳体中或者以其他方式设置到同一传感器壳体。温度传感器1628和流量传感器1630可以经由连接器1632连接到加湿器1604。可以将另外的传感器结合到吹气系统1600中，例如，以便感测患者导管1612的患者端处的参数。可替代地，传感器可以无线地连接到控制器。可替代地，连接器可以是内部的，即，传感器通过集成金属丝而不是外部电缆连接到控制器。如本文其他地方所披露的传感器(如流量传感器、湿度传感器、温度传感器等)可以是具有一个或多个感测区域的基底(例如，pcb)，模制材料经由结合层结合在其上(如本文其他地方描述)。

加湿器控制系统1606可以与加热器板1622连通，使得加湿器控制系统1606可以控制被递送至加热器板1622的功率和/或控制加热器板1622的温度设定点。如本文进一步所述，加湿器控制系统1606可以至少部分地基于流动条件、操作模式、流量读数、出口温度读数、加热器板传感器读数中的任何一者或多者来确定向加热器板1622递送的功率量、或加热器板设定点。

吹气系统1600可以包括导管电热丝1634，该导管电热丝被配置为对沿着患者或气体递送导管1612行进的气体提供热量。在一些实施例中，电热丝是pcb上的电阻轨。在一些实施例中，如本文中其他地方所披露的，pcb经由结合层偶联至模制材料。离开加湿腔室1616的出口1618的气体可以具有高的相对湿度(例如，约100％)。随着气体沿着患者导管1612行进，水蒸气有机会可以冷凝在导管壁上，从而降低气体的水含量。在一些实施例中，为了减少导管内的气体的凝结，导管电热丝1634可以沿着患者导管的全部或一部分提供在气体流动路径中。在一些实施例中，导管电热丝1634可以被嵌入患者导管的壁内。在一些实施例中，导管电热丝1634可以沿着患者导管的全部或一部分在患者导管的外部。在一些实施例中，电热丝可以至少部分地定位在患者导管的壁内。可以从加湿器1604向导管电热丝1634供应功率，并且可以通过加湿器控制系统1606来控制该功率。在一些实施例中，电热丝1634被配置为维持流经患者导管1612的气体的温度。在一些实施例中，导管电热丝1634可以被配置为对气体提供额外加热，以将气体温度升高，从而维持由加湿器1604中的被加热水浴产生的湿度。导管电热丝可以提供在基底和模制构件的一部分上。

气体递送导管可以是单壁的，或者包括双导管构型，该双导管构型包括外导管和内导管。内导管可以携载气体并且包括电热丝1634。外导管可以提供内导管的隔绝。外导管和内导管可以是同轴的，并且在外导管与内导管之间可以存在气隙。

可以任选地提供另外的过滤器或过滤器组件(未示出)，并且在使用中将其布置在加湿器1604与患者接口1636之间，以便允许重新使用入口导管1610和/或吸气导管，并且在一些示例中，重新使用加湿腔室1616。过滤器组件可以包括过滤介质，以用于过滤离开加湿腔室1616的出口1618的气体。过滤器组件还可以包括壳体和加热元件。过滤介质可以定位在壳体内部，使得对流过壳体的加湿的气体进行过滤并且去除颗粒。加热元件可以定位在壳体的入口与出口之间的气体流动路径中，但是与过滤介质和壳体间隔开。在一些实施例中，用于过滤器和/或加热元件的壳体是或包括如本文其他地方披露的模制构件。加热元件可以被配置为加热过滤介质以减少冷凝并防止过滤器变得堵塞。此类过滤器在例如wo2018/106127中描述，该申请通过援引以其全部内容并入本文。

连接器1640可以是鲁尔连接器，该鲁尔连接器包括主体，该主体具有内部区域，该内部区域限定了允许吹气气体流过的气体流动通道。主体可以包括可移除地连接到患者接口1636的配件的第一端和优选地永久地附接到患者导管1612的管的第二端。应当理解，图25的鲁尔连接器1640可以是高流量鲁尔连接器，其提供与现有技术的传统鲁尔连接器相比具有较小气体流动阻力的特定密封和固位特征。例如在wo2018097738中描述了此类高流量鲁尔连接器的实施例，该案通过援引以其全部内容并入本文。

在一些实施例中，加湿器1604的加湿器腔室1616可以被配置为为吹气气体提供受控的气体流动模式。根据本文所述的实施例的加湿腔室(包括如图4a至图7b所示)提供高的加湿水平以及模制材料与加热表面之间的强结合。本文实施例特别适合于在呼吸系统中使用，如cpap或高流量呼吸气体系统，例如用于在麻醉和镇静程序中使用的高流量系统。其中腔室可以特别有用的呼吸系统是cpap、bipap、高流量治疗、变化高流量治疗、低流量空气、低流量o2递送、气泡cpap、呼吸暂停高流量(即，流向已麻醉患者的高流量)、有创通气、以及无创通气。此外，如本文所述的腔室可以用于除了呼吸系统之外的系统。

本文所讨论的高流量治疗旨在被赋予本领域技术人员所理解的其典型的普通含义，其通常指的是呼吸辅助系统，所述呼吸辅助系统经由有意未密封的患者接口以总体上旨在满足或超过患者的吸气体流量的流量输送目标流量的加湿的呼吸气体。典型的患者接口包括但不限于鼻或气管患者接口。成人的典型流量的范围通常在(但不限于)每分钟约十五升至每分钟约七十升或更大。小儿患者(比如新生儿、婴儿和儿童)的典型流量的范围通常是(但不限于)每千克患者体重每分钟约一升至每千克患者体重每分钟约三升或更大。高流量治疗还可以任选地包括气体混合物组合物，所述气体混合物组合物包括补充氧气和/或施用治疗药物。高流量治疗通常指经鼻高流量氧疗(nhf)、湿化高流量鼻插管氧疗(hhfnc)、高流量鼻导管氧疗(hfno)，高流量治疗(hft)或经气管高流量氧疗(thf)等等。在一些构型中，经由系统或从流量源供应或提供到接口的气体的流速包括至少约以下的流量：5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150升/分钟(lpm)或更大，并且可用范围可以被选择为在这些值中的任何值(例如，约20lpm至约90lpm、约40lpm至约70lpm、约40lpm至约80lpm、约50lpm至约80lpm、约60lpm至约80lpm、约70lpm至约100lpm、约70lpm至约80lpm)。

高流量治疗可以用作通过递送氧气和/或其他气体以及通过从患者的气道中清除co2来促进气体交换和/或进行呼吸支持的手段。高流量递送的气体在医疗程序之前、期间或之后可以特别有用。当在医疗程序之前使用时，高气体流量可以向患者预先加载氧气，以便他们的血氧饱和度和肺中的氧气量较高以在医疗程序期间在患者处于呼吸暂停阶段时提供氧气缓冲。在呼吸功能可能受损(例如减少或停止)的医疗程序期间(诸如在麻醉期间)，持续氧气供应对维持健康呼吸功能来说必不可少。当这种供应受损时，可能发生缺氧和/或高碳酸血症。在如麻醉和/或患者失去知觉的全身麻醉等医疗程序期间，监测患者以检测何时发生这种情况。如果供氧和/或co2清除受损，则临床医生停止医疗程序并促进供氧和/或co2清除。这可以例如通过借助麻醉包和面罩手动地使患者通气或者通过使用高流量治疗系统向患者的气道提供高气体流量来实现。这些高流量系统可以包括如本文披露的模制构件。高气体流量的进一步优点可以包括高气体流量增加患者的气道中的压力，由此提供打开气道、气管、肺/肺泡和细支气管的压力支持。这些结构的打开增强了充氧作用，并且在某种程度上帮助清除co2。增加的压力在插管期间还可以防止诸如喉等结构挡住对声带的观察。当加湿时，高气体流量还可以防止气道干燥，从而减轻黏膜纤毛损伤并且降低喉痉挛的风险和与气道干燥相关联的风险，诸如鼻出血、误吸(由鼻出血引起)、以及气道阻塞、肿胀和出血。高气体流量的另一优点在于所述流量可以清除气道中的在外科手术期间产生的烟。例如，烟可能是由激光器和/或烧灼装置产生。

特别期望将压力释放或调节装置用于呼吸系统中，诸如包括非密封患者接口的高流量系统，以提供系统的压力上限。最重要的是，压力上限可以被配置为提供患者安全极限，或者可以被配置为防止损坏管、流体连接部或其他部件。压力释放或调节装置可以用于cpap(持续气道正压通气)、bipap(双水平气道正压)和/或气泡cpap系统中，以调节提供给患者的压力。在wo2011/056080中描述了示例性cpap设备。该说明书的内容以其全文通过援引并入本文。

如本文所披露的气体递送系统可包括以下特征中的一个或多个。所述系统可以包括流量源，如入壁式氧气源、氧气罐、鼓风机、流量疗法设备、或任何其他氧气源(例如，压缩氧气)或其他气体(例如，压缩空气)源。所述系统还可以包括添加剂气体源，所述添加气体源包括可以与流量源组合的一种或多种其他气体。流量源可以提供加压高气体流，所述加压高气体流可以经由递送导管和患者接口(如鼻插管)递送给患者。还提供了加湿器，其可以加湿气体并在一些实施例中调节气体的温度。加湿器包括如上所披露的加湿腔室。一个或多个传感器(如流量、氧气、压力、湿度、温度或其他传感器)可以遍及系统放置(在加湿器的pcb上)和/或放置在患者处、患者身上或附近。如本文其他地方所披露的，鼓风机、阀、传感器和/或加热元件的部分可以附接到系统和/或与系统成一体。

在一些实施例中，可以在气体递送系统中提供控制器。在一些实施例中，控制器可以与流量源、添加剂气体源、加湿器和传感器连通。在一些实施例中，控制器可以操作流量源以提供期望的气体流。在一些实施例中，它可以基于来自传感器的反馈来控制由流量源提供的气体的流量、压力、组成(其中提供不止一种气体)、体积和/或其他参数。在一些实施例中，控制器还可以控制流量源的任何其他合适的参数以满足充氧需求。在一些实施例中，控制器可以控制加湿器(例如，基于来自传感器的反馈)。在一些实施例中，使用来自传感器的输入，控制器可以确定充氧需求并且根据需要来控制流量源和/或加湿器的参数。

在一些实施例中，如上所述，加湿的气体可以经由递送导管和患者接口或“接口”(如本文其他地方所述)，如插管、面罩、鼻接口、口部装置或其组合，递送给患者。在一些实施例中，高气体流量(任选地加湿)可以被递送到患者以用于手术用途，例如手术吹入。在这些实施例中，“接口”是手术接口，并且可以是手术插管、套管针或其他合适的接口。患者接口可以基本上密封、部分地密封或基本上不密封。如本文中使用的鼻接口是诸如插管、鼻罩、鼻枕、或其他类型的鼻部装置、或其组合等装置。鼻接口还可以与面罩或口部装置(诸如插入嘴中的管)和/或能够与鼻接口分开和/或附接的面罩或口部装置(诸如插入嘴中的管)组合使用。鼻插管是包括被配置为插入患者的鼻通道中的一个或多个插脚的鼻接口。面罩指的是覆盖患者的鼻通道和/或嘴的接口，并且还可以包括覆盖患者的嘴的面罩的部分是可移除的装置、或诸如喉罩气道或气管内管等其他患者接口。面罩还指的是包括与患者的鼻孔形成显著密封的鼻枕的鼻接口。控制器控制系统提供所需的充氧。

在系统的一些实施例中，呈马达/叶轮装置形式的气体流动生成器与加湿器一起被提供。在一些实施例中，加湿器包括如上所披露的加湿腔室。在一些实施例中，控制器被配置或编程为控制设备的部件，包括：操作流动生成器形成气体流(气体流动)以用于输送给患者，操作加湿器以加湿和/或加热所产生的气体流，从用户接口接收用户输入以进行重新配置和/或用户定义设备的操作，以及向用户输出信息(例如在显示器上)。用户可以是患者、保健专业人员、或对使用所述设备感兴趣的任何其他人。在一些实施例中，控制器基于从pcb(例如，为可能在加湿器中的模制构件的一部分的pcb)上的传感器收集的信息来调节加湿器的一个或多个参数。

在一些实施例中，呼吸辅助设备可以是包括主壳体和加湿器的独立加湿器设备。在wo2015/038013中描述了示例性独立加湿器设备。该说明书的内容以其全文通过援引并入本文。

患者呼吸导管可以连接至呼吸辅助设备的壳体中的气体流输出端或患者出口端口，并且可以连接至患者接口，如具有歧管和鼻叉的鼻插管。另外地或可替代地，患者呼吸导管可以连接至面罩(或其他呼吸系统患者接口)。另外地或可替代地，患者呼吸导管可以连接到鼻枕罩和/或鼻罩和/或气管造口术接口或任何其他合适类型的患者接口。由呼吸系统(例如，呼吸辅助设备)产生的加湿气体流可以经由患者呼吸导管并通过患者接口被递送给患者。患者呼吸导管可具有加热丝，以加热穿过到达患者的气体流。如本文其他地方所披露的，电热丝可以位于基底上，所述基底被模制并通过基底结合到模制材料(例如，作为pcb的一部分)。在一些实施例中，加热丝的热输出由控制器控制。患者呼吸导管和/或患者接口可以被认为是呼吸辅助设备的一部分，或者可替代地在其外围。呼吸辅助设备、呼吸导管和患者接口可以一起形成呼吸辅助系统，或者在一些构型中，形成流量治疗系统。

在一些实施例中，控制器控制流动生成器产生具有期望流速的气体流；控制一个或多个阀以便控制空气与氧气或其他替代性气体的混合；并且控制加湿器以便将气体流加湿和/或将气体流加热到适当水平。气体流可以通过患者呼吸导管和患者接口被引导到患者。控制器还可以控制加湿器中的加热元件(其一起可以包括如本文其他地方所述的模制构件)和/或患者呼吸导管中的加热元件(其也可以一起包括如本文其他地方所述的模制构件)以便将气体加湿和/或加热到实现期望水平的患者治疗和/或舒适度的期望温度。在一些实施例中，控制器可以设置、编程或可以确定合适的气体流目标温度。

可以将操作传感器(如流量、温度、湿度和/或压力传感器)放置在气体递送设备(例如，呼吸设备、吹气设备等)和/或患者呼吸导管和/或其他患者接口(例如，手术插管等)的各个位置。如本文其他地方所述，这些传感器可以被模制并经由在传感器(和/或传感器的感测特征所在的基底)与模制材料之间形成的结合层结合到模制材料。如本文其他地方所披露的，在一些实施例中，来自传感器的输出可以由控制器接收，以帮助其以提供靶向治疗的方式来操作气体递送设备。在一些构型中，提供靶向治疗包括满足或超过患者的吸气体流量。设备可以具有发射器和/或接收器以使得控制器能够从传感器接收信号和/或控制气体递送设备的各个部件，包括但不限于流动生成器、加湿器和加热丝、或者与呼吸辅助设备相关联的附件或外围设备。这些特征中的每一个都可以用模制材料模制并且经由结合层结合到模制材料。另外地或可替代地，发射器和/或接收器可以将数据输送到远程服务器或实现对设备的远程控制。

在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，根据本文描述的实施例的加湿腔室被适配用于在呼吸辅助系统中使用以便将经加热和加湿的气体递送给患者，并且可以包括被配置为递送从气体源接收的呼吸气体流的呼吸患者接口、被配置为经由加湿器与患者接口和气体源流体连通的吸气导管。在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，加湿腔室(和/或贯穿本披露描述的模制构件)可以被适配用于在气体递送系统中使用，所述气体递送系统为不用于呼吸的手术程序提供气体(例如，用于在吹气期间将加热的和加湿的气体递送给患者)，并且可以包括被配置为递送从气体源接收的气体流的患者接口(例如，插管)、被配置为经由加湿器与患者接口和气体源流体连通的导管。加湿器可以包括根据以上披露内容的加湿腔室，该加湿腔室具有限定该腔室使得该腔室可以容纳液体的至少一个壁、腔室入口、腔室出口以及腔室入口与腔室出口之间的气体流动路径。腔室入口可以被配置为与气体源流体连通，而腔室出口可以被配置为与吸气导管流体连通。加湿腔室可以容纳一定体积的液体，诸如水。加湿器可以包括加热器板(例如，其由腔室的模制材料包覆模制并且经由结合层固定)。加热器板可以被配置为加热加湿腔室内的气体流动路径中的一定体积的液体和呼吸气体流，以便将呼吸气体流加热和加湿。在一些实施例中，加湿器还可以包括具有一个或多个硬件处理器的控制器，这些硬件处理器被配置为控制递送至加热器板的功率的量。

在一些实施例中，本文所述的加湿器和使用方法可以用于提供非侵入式治疗和/或侵入式治疗。加湿器可以以侵入模式、非侵入模式、高流量模式或其他模式操作。在一些实施例中，加湿器可以与各种患者接口一起操作，例如像气管内管(et管)、全面罩、鼻罩、鼻插管、鼻枕、密封叉或任何其他接口。其他期望的湿度水平可以是可能的，并且可以使用其他类型的治疗系统。腔室出口温度设定点可以根据提供的治疗和期望的湿度水平进行调整。

在一些实施例中，呼吸辅助系统包括加湿器、气体源、患者接口以及吸气导管，该吸气导管被配置为将呼吸气体从加湿器输送到患者接口。在一些实施例中，气体源和加湿器可以在单独的壳体中，或者任选地可以共同定位在同一壳体内和/或包括在单个设备中。在一些实施例中，加湿器包括如本文其他地方披露的加湿腔室。在一些实施例中，呼吸辅助系统包括被配置为将气体从患者接口输送到气体源的任选的呼气导管以及被配置为将吸气导管和呼气导管连接到患者接口的任选的y形件。在一些实施例中，呼吸辅助系统可以不包括呼气导管，或者可以包括呼出端口。

在一些实施例中，气体源包括呼吸机，该呼吸机可以包括鼓风机或可替代地涡轮机。气体源还可以包括用于向加湿器递送或推送呼吸气体流的其他机构，诸如阀布置或泵。在一些实施例中，气体源是示例室内或环境空气吸入式呼吸机。在一些实施例中，气体源可以包括入口，通过该入口，环境空气例如被呼吸机吸入到气体源中。在一些实施例中，气体源可以任选地包括控制器，所述控制器被配置为控制呼吸机、加湿器或呼吸辅助系统的其他部件的操作。在一些实施例中，气体源可以任选地包括用户接口，该用户接口可以向控制器提供关于用户输入的信息。在一些实施例中，控制器可以基于由用户接口提供的信息和/或基于其他信息来控制呼吸机的操作，所述信息例如但不限于来自呼吸机或加湿器(如来自与呼吸机或加湿器相关联的传感器)的反馈。如本文其他地方所披露的，此类传感器可以被模制并且经由结合层被结合到模制材料。在一些实施例中，代替吸入环境空气，入口可以连接到干燥气体供应源，例如气体罐或气柜。这些类型的呼吸机可以称为非吸入式呼吸机，并且可以由一个或多个阀(如比例阀)控制。一个或多个阀可以由控制器控制。

在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，加湿器可包括加湿腔室和加热器板。加湿腔室可以被配置为容纳一定体积的水或其他合适的液体，并且可以包括根据以上披露的加湿腔室的那些的特征。加热器板可以被配置为加热加湿腔室内的一定体积的水和呼吸气体，这可以增加呼吸气体的温度并且可以从被呼吸气体占据的一定体积的水中产生蒸气。在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，加热器板可以包括用模制材料模制的pcb，所述模制材料和pcb经由结合层连接。加湿腔室可以包括腔室入口和腔室出口。吸气导管(或吹气导管，根据具体情况)可以被配置为连接到腔室出口，使得经加热和加湿的呼吸气体(或吹气气体等)可以通过吸气导管从加湿腔室输送至患者接口，并且然后递送至患者。由患者呼入患者接口中的气体可以任选地通过呼气导管返回气体源。呼吸辅助系统可以不包括呼气导管，并且因此由患者呼入患者接口中的气体可以诸如直接地或任选地通过呼出端口排放到大气。

在一些实施例中，加湿器可以包括控制器，该控制器可以控制例如但不限于加热器板的操作。当加湿器和气体源形成集成装置时，控制器可以是相同的硬件处理器或单独的处理器。在一些实施例中，加湿器还可以包括用户接口，以用于向控制器提供关于用户输入的信息和/或接收该信息。在一些实施例中，加湿器可以进一步包括入口温度传感器。在一些实施例中，入口温度传感器可以被配置为检测进入加湿器的气体的温度。在一些实施例中，入口温度传感器可以测量入口温度传感器的位置附近的环境空气的特性，诸如环境空气的温度。在一些实施例中，入口温度传感器也可以是位于腔室入口处或附近的温度传感器。腔室入口处的温度传感器可以任选地测量从气体源进入的空气的温度和流速两者。该测量可以提供环境条件的指示。另外地和/或可替代地，呼吸辅助系统可以包括位于腔室入口处或附近的一个以上传感器。在一些实施例中，入口传感器可以包括温度传感器和单独的流量传感器。在一些实施例中，一个或多个入口传感器可以位于从气体源1902到加湿腔室的任何位置。在一些实施例中，一个或多个出口传感器和一个或多个入口传感器可以与加湿腔室的模制材料结合。例如，在一些实施例中，传感器可以提供在可以用模制材料模制的pcb(或其他基底)上。在一些实施例中，如本文中其他地方所披露的，模制材料经由结合层被固定到基底(或传感器的某个部分)。在一些实施例中，控制器可以从入口温度传感器接收关于在入口温度传感器的位置附近的环境空气的特性的信息。控制器可以被配置为基于由用户接口提供的信息、基于由入口温度传感器提供的信息和/或基于其他信息来控制加热器板的操作，该其他信息例如但不限于来自加热器板(诸如，来自位于加热器板处或附近的温度传感器)的反馈。如本文其他地方所披露的，在一些实施例中，在使用基于pcb的加热元件的情况下，温度传感器可以与加热元件在同一pcb上。在一些实施例中，控制器可以被配置为确定提供给加热器板的功率量或功率占空比，使得加热器板向加湿腔室内的呼吸气体和一定体积的水递送期望量的热量。

在一些实施例中，呼吸辅助系统(或其他气体递送系统，如吹气系统)可以包括与腔室出口位置相关联的一个或多个出口传感器。在一些实施例中，一个或多个出口传感器也可以位于腔室出口处或附近。在一些实施例中，出口传感器可以包括两个传感器：温度传感器和流量传感器。在一些实施例中，温度传感器可以是热敏电阻(诸如加热式热敏电阻)。在一些实施例中，热敏电阻也可以用作流量传感器。因此，在腔室出口处或附近可以存在单个传感器。也可以使用可以在呼吸辅助系统中工作的其他类型的温度传感器和流量传感器。在一些实施例中，出口传感器可以位于腔室出口处、在腔室出口与吸气导管之间的连接部附近的吸气导管(或患者接口导管)处、或者在加湿腔室下游的另一合适位置处。在一些实施例中，控制器可以从出口传感器接收关于流过出口传感器的位置的呼吸气体的特性的信息。在一些实施例中，代替或除了如先前所述的其他信息源外，控制器可以被配置成用于基于由出口传感器提供的信息来控制加热器板的操作。出口传感器可以集成到加热器基部(例如，模制)中，或者可以布置在可移除地附接到加热器基部的竖直部分的盒上。在一些实施例中，当腔室定位在加热器基部上的操作位置时，传感器可以插入入口端口和出口端口中。在一些实施例中，腔室入口和出口可以包括与入口温度传感器和出口传感器相对应以便接收传感器的开口。腔室中的传感器开口可以包括聚合物盖，这些聚合物盖被配置为在传感器插入气体路径中时覆盖传感器尖端，使得传感器不需要灭菌，因为传感器实际上并未与气体接触。传感器可以结合到腔室、壁和/或导管的模制材料上(如本文中其他地方所披露的)，并且可以通过一个或多个结合层固定到模制材料上。

如本文其他地方所披露的，流过吸气导管的呼吸气体(或用于吹气或其他手术用途的手术气体)可能通过吸气导管的壁散失热量，这可能降低呼吸气体的温度并可能引起在吸气导管(或患者接口导管)内形成冷凝。在一些实施例中，吸气导管(或患者接口导管)可包括导管加热器，所述导管加热器配置为加热导管以减少或防止这种热量损失。在一些实施例中，如本文其他地方所披露的，此导管加热器可以经由结合层连接到导管的模制材料。在一些实施例中，控制器可以被配置为基于如先前所述的一个或多个信息源来控制导管加热器的操作。在一些实施例中，控制器可以被配置为确定提供给导管加热器的功率量或功率占空比，使得导管加热器向导管递送期望量的热量。导管加热器可以布置在导管的壁中，或者可以布置在导管的管腔内。

在一些实施例中，呼吸辅助系统可包括位于吸气导管(或接口导管)内的一个或多个导管传感器。在一些实施例中，导管传感器可以位于导管与y形件(在存在的情况下)之间的连接部附近的导管处，如果导管直接连接到患者接口则在吸气导管与患者接口之间的连接部处，或者在y形件或患者接口处。导管传感器可以测量流过导管传感器的位置的气体的特性，如气体的温度。导管传感器可以包括温度传感器。在一些实施例中，导管传感器还可包括单独的流量传感器。在一些实施例中，导管传感器可以包括能够测量如本文所述的温度和流速两者的整体式流量和温度传感器。在一些实施例中，控制器可以从导管传感器接收关于流过导管传感器的位置的气体的特性的信息。在一些实施例中，控制器可以确定流过导管传感器的气体的流速。在一些实施例中，代替或除了如先前所述的其他信息源外，控制器可以被配置成用于基于从导管传感器接收的信息来控制导管加热器的操作和/或加热器板的操作。在一些实施例中，导管传感器可以集成到导管中并且延伸到由导管限定的气体通路中。此外，导管传感器的导线可以集成到导管的壁中或者沿着导管延伸。如本文其他地方所披露的，传感器可以是pcb的一部分，其通过一个或多个结合层与模制材料结合。

在一些实施例中，气体还可能通过患者接口、y形件和/或可以将患者接口连接到吸气导管(或患者接口导管)的任何其他系统部件的壁而损失热量。患者接口、y形件以及可以将患者接口连接到导管的任何其他系统部件中的一个或多个可以包括相关联的加热器和/或相关联的传感器。在一些实施例中，加热器和/或相关的传感器提供在pcb上，所述pcb通过如本文其他地方所披露的结合层结合至模制材料。在一些实施例中，控制器可以从这种相关联的传感器接收关于流过传感器的位置的呼吸气体的特性的信息。在一些实施例中，控制器可以使用从这种相关联的传感器接收的信息来控制各个相关联的加热器的操作。在一些实施例中，加热器和/或传感器可以通过一个或多个结合层结合到模制材料上以形成模制构件，并且如本文其他地方所披露的，所述模制构件可以偶联到腔室、壁和/或导管上。

在一些实施例中，患者接口、y形件以及可以将患者接口连接到导管的任何其他系统部件中的一个或多个可以不包括相关联的加热器和/或相关联的传感器。

在一些实施例中，加湿器可以在任何呼吸辅助系统中使用，以将经加热和加湿的呼吸气体递送给患者以便进行多种类型的呼吸治疗，包括但不限于有创通气治疗、无创通气治疗、高流量治疗、bipap治疗、持续气道正压通气治疗或其他呼吸辅助治疗。由气体源提供给加湿器的呼吸气体的湿度条件可以变化。例如，在呼吸辅助系统中使用的气体源的类型可以取决于呼吸治疗的类型、呼吸系统配置、使用位置(诸如家用或医院)、或者不同气体供应源的可用性。来自不同供应源的气体可能具有不同的特性，包括温度和湿度。与从压缩气罐或气瓶获得的气体相比，环境空气、特别是热带天气和/或夏季的环境空气可以具有更高的湿度。可能有益的是使用控制系统来调整呼吸辅助系统的操作参数，使得患者例如在吸气管和/或患者接口中的凝结沉降减少和/或最小化的情况下仍能接受舒适的护理，同时不管不同的供应气体特性如何仍然接收充分加湿的气体。控制系统可以能够基于对供应气体是干燥气体还是环境气体推断来自动地调整操作参数。操作参数可以包括某些温度设定点。另外地或可替代地，操作参数可以是露点、加湿器的湿度输出或其他合适的参数。另外，高流量治疗可以在鼻咽中产生冲洗效果，使得上气道的解剖学无效腔被高流入气体流冲洗。这形成了可供用于每次呼吸的新鲜气体的储存器，同时最小化对二氧化碳、氮等的再呼吸。

患者接口可以是非密封接口，以便防止气压伤(例如，由于相对于大气的压力差而对肺或呼吸系统的其他器官造成的组织损伤)。患者接口可以是具有歧管和鼻叉的鼻插管、和/或面罩、和/或鼻枕罩、和/或鼻罩、和/或气管造口术接口、或任何其他适合类型的患者接口。

本文已经描述并展示了加湿腔室的若干实施例。虽然已经描述了特定实施例，但是并不意味着本披露内容局限于此，因为本披露内容旨在与本领域允许的范围一样宽，并且应同样地阅读说明书。因此，尽管已经披露了用于加湿腔室的特定类型的入口构型/布置、出口构型/布置、加热器板、加热元件、数量、尺寸、形状，但是应当理解，这些特征的任何合适的组合可以用于提供加湿腔室。另外，尽管已经披露了用于加湿腔室等的特定类型的构型/布置、加热器板、加热元件、数量、尺寸、形状，但是应当理解，可以使用其他类型。因此，本领域技术人员应了解，在不脱离如披露或要求保护的精神和范围的情况下，可以对所披露的实施例进行其他修改。

在本文描述的任何实施例中，用于加湿器的加热器的形状不受限制。根据特定位置和/或条件的需要，柔性加热元件可以形成为任何形状，包括平坦、褶曲或弯曲的形状。微通道也可以是可以影响或引导气体/空气和水/液体的流动的表面结构。通道和结构的方向不受限制，并且可以根据任何特定需要进行设计。通道和结构的图案和布局也不受限制。

如本文其他地方所披露的，在一些实施方式中，本文所披露的结合层防止或延迟了热塑性塑料从基底上的层离。在一些实施例中，如本文披露的模制材料的寿命(相对于不包含含硅连接体的常规模制材料)被改善和/或延长等于或大于约：1.25倍、1.5倍、1.75倍、2倍、5倍、10倍、20倍、40倍、或包括和/或跨越上述值的范围。剥离强度也可以用作证明本文披露的模制材料的实施例相对于常规模制材料(缺少包括含硅连接体的结合层)的改进的特性的量度。在一些实施例中，使用instron剥离强度设备和在50mm/min下的90°剥离角，如本文披露的模制构件具有被改善了等于或大于约以下的剥离强度(相对于不包括含硅连接体的相符的常规等离子体处理的对照和/或未经等离子体处理且缺少含硅连接体的对照)：2.5n/mm、5n/mm、10n/mm、20n/mm、40n/mm、60n/mm、80n/mm、100n/mm、150n/mm、或包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施例中，使用这些剥离测试参数，如本文所披露的模制构件具有的剥离强度等于或大于约：2.5n/mm、5n/mm、10n/mm、20n/mm、40n/mm、60n/mm、70n/mm、100n/mm、150n/mm、200n/mm、250n/mm、或包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施例中，使用这些剥离测试参数，除了或代替粘附破坏，如本文披露的模制材料还将经历内聚破坏。

为了简洁起见，在本文披露的几个实施例中，模制构件可以被披露为包覆模制或插入模制(和/或通过这些方法中的任一种方法制备)的构件之一。应当理解，当使用这些术语之一时，由于注射模制可以是包覆模制或插入模制，因此更一般地也设想注射模制。因此，即使实施例被披露为是包覆模制的情况下，那些实施例也可以更一般地被注射模制。而且，在实施例被披露为包覆模制的情况下，那些实施例可以是插入模制的。同样为了简洁起见，在本文披露的几个实施例中，当论述例如过滤器的壳体、气体导管、气体流动腔室、腔室、管连接器、管接头、管弯头、加热元件、pcb、水定量供给部件、加湿腔室等时，提及呼吸装置。然而，应当理解，这些零件、部件及其组合中的任何一个的描述也适用于递送手术气体的设备和部件(例如吹气设备等)。因此，即使在呼吸设备的上下文中披露了实施例的情况下，那些实施例也可以用于吹气装置。同样，在吹气设备的上下文中披露实施例的情况下，那些实施例也可以用于呼吸装置。

实例

实例1(图45)：含环氧的硅烷经由湿化学的硅烷化

使用低压等离子体腔室使pcb基底经受氧等离子体处理以活化表面。当表面被氧化时，在表面上产生反应性物种，如-oh和-cooh。通过湿化学工艺将含有环氧环的硅烷偶联剂3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(gptms)锚定到pcb表面。

实例2(图46)：含胺的硅烷经由湿化学的硅烷化

使用氧等离子体处理活化pcb表面后，通过湿化学将含胺的硅烷偶联剂3-氨基丙基三甲氧基硅烷(aptms)锚定到pcb表面。

实例3(图47)：将热塑性材料结合到pcb

热塑性聚合物，9020离聚物和ae，被包覆模制到pcb基底。9020是高级乙烯/甲基丙烯酸(e/mma)共聚物，其中mma基团已经被锌离子部分中和。ae是乙烯、甲基丙烯酸和丙烯酸酯的三元共聚物。在pcb表面上的gptms上的环氧环能够被打开并且通过和中的羧基交联。

实例4(图48)：将热塑性材料结合到pcb

将三种含胺的热塑性材料结合到硅烷改性的pcb表面。9370a(其是聚氨酯)、mv1074(其是由聚酰胺和聚醚组成的嵌段共聚物)、和尼龙b3s(其是聚酰胺6)是含有仲胺基团的热塑性塑料。和尼龙中的胺基与gptms上的环氧基反应以形成共价键。

实例5(图49)：将热塑性材料结合到pcb

ptw是乙烯三元共聚物、由乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(e/ba/gma)组成并且ax8840是乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物。和中的环氧环可以被打开并与来自aptms的伯胺交联。

实例6(图50)：将热塑性材料结合到pcb

18732、tppp9012pa、modic^tmp563、和p613是用琥珀酸酐官能化的丙烯。modic^tmp563、和p613中的琥珀酰酐可以被打开并与来自aptms的伯胺交联。

表1总结了硅烷偶联剂和模制材料的组合。

表1.

实例7(图51)：将热塑性材料结合到pcb

visico^tm/ambicat^tm体系和(其是可交联的聚乙烯(pex))和linklon^tm(其是硅烷可交联的聚烯烃基树脂)是建立在硅烷共聚物的技术上。它们可以与用四甲氧基硅烷(tmos)或四乙氧基硅烷(teos)改性的pcb交联。表2列出了硅醇盐和pex的组合总结。

表2.

实例8：模制构件的制备和测试

通用硅烷制备程序

以下概述了由硅烷制备反应性偶联硅醇并用那些反应性硅醇官能化基底(例如pcb)的通用方法。如下所述，这些反应性偶联硅醇可用于制备用硅烷偶联连接体官能化的基底。

通用成分包括硅烷、去离子水、5％乙酸和甲醇或乙醇。通常，为了涂覆pcb，制备在甲醇中的2％硅烷溶液。可替代地，可以基于在pcb涂层上的连接体的预期浓度来制备硅烷，基于硅烷的分子量和密度进行调节。使用水来实现硅烷的水解。计算用于确定用于制备用于将每个硅烷官能化至pcb基底的反应性硅醇的最小需水量。某些硅烷的水解可能在中性ph值下是缓慢的，并且此类硅烷可受益于使用酸催化剂来加速水解。氨基硅烷是天然碱性的，并且不需要催化剂来催化水解。用于制备反应性硅醇的程序如下：添加指定量的水，添加硅烷，添加足够的5％乙酸以将ph改变至4-5(期望催化剂的情况下)，并添加甲醇以实现所期望量的体积和浓度。例如，为了由三烷氧基硅烷制备50ml的硅醇溶液，将3当量的水和1当量的硅烷添加到50ml的容量瓶中。添加乙酸以实现4-5的ph。然后，然后将溶液用甲醇稀释至50ml。

环氧化物基硅烷

(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷[gptms]-产品代码：sig5840.0

分子量-236.34g/mol；密度-1.07g/ml；2％gptms＝1ml(在50ml溶液中)。1mlgptms＝1.07g/mlx1＝1.07g；1.07ggptms/236.34g/mol＝0.00453mol；gptms:h2o＝1:3(三甲氧基硅烷)；最小量的水是0.00453x3＝0.0136x18.015g/mol＝0.245g。

为了制备用于官能化基底的溶液，将0.245ml的水(例如，0.245g水)添加至50ml的容量瓶中。向水中添加1ml的gptms。用5％乙酸将溶液酸化至ph4-5，并将所得溶液用甲醇稀释至50ml。

胺基硅烷

水溶液中的氨基丙基倍半硅氧烷，25％(wsa-9911)-产品代码：wsa-9911

将4ml的25％浓度的wsa-9911水溶液(例如，1ml的wsa-9911)添加到50ml烧瓶中，将其用甲醇稀释至50ml。

双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺，95％(sib1824.5)-产品代码：sib1824.5

分子量sib1824.5-425.71g/mol；密度-0.97g/ml；2％sib1824.5＝1ml(在50ml溶液中)；1mlsib1824.5x0.97g/ml＝0.97g；0.97g的sib1824.5/425.71g/mol＝0.00228mol；sib1824.5:h2o＝1:6(双臂)；最小量的水是0.00228x6＝0.0137x18.015g/mol＝0.247g。

为了制备用于官能化基底的溶液，将0.247ml的水添加至50ml的容量瓶中。向水中添加1ml的sib1824.5。用5％乙酸将溶液酸化至ph4-5，并将所得溶液用甲醇稀释至50ml。

双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺，96％(sib1833.0)-产品代码：sib1833.0

分子量-341.56g/mol；密度-1.04g/ml；2％sib1833.0＝1ml(在50ml溶液中)；1mlsib1833.0x1.04g/ml＝1.04g；1.04g的sib1833.0/341.56g/mol＝0.00304mol；sib1833.0:h2o＝1:6(双臂)；最小量的水是0.00304x6＝0.0182x18.015g/mol＝0.328g。

为了制备用于官能化基底的溶液，将0.328ml的水添加至50ml的容量瓶中。向水中添加1ml的sib1833.0。将所得溶液用甲醇稀释至50ml。

琥珀酸酐硅烷

(3-三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐，95％(tepsa)-产品代码：sit8192.6

分子量-304.41g/mol；密度-1.07g/ml；2％tepsa＝1ml(在50ml溶液中)；1mltepsax1.07g/ml＝1.07g；1.07g的tepsa/304.41g/mol＝0.00351mol；tepsa:h2o＝1:3(三烷氧基硅烷)；最小量的水是0.00351x3＝0.0105x18.015g/mol＝0.190g。

为了制备用于官能化基底的溶液，将0.190ml的水添加至50ml的容量瓶中。向水中添加1ml的tepsa。用5％乙酸将溶液酸化至ph4-5，并将所得溶液用甲醇稀释至50ml。

teos/tmos

四乙氧基硅烷，98％(teos)-产品代码：sit7110.0

分子量-208.33g/mol；密度-0.9335g/ml；2％teos＝1ml(在50ml溶液中)；1mlteosx0.9335g/ml＝0.9335g；0.9335g的teos/208.33g/mol＝0.00448mol；teos:h2o＝1:4(四烷氧基硅烷)；最小量的水是0.00448x4＝0.0179x18.015g/ml＝0.323g。

为了制备用于官能化基底的溶液，将0.323ml的水添加至50ml的容量瓶中。向水中添加1ml的teos。用5％乙酸将溶液酸化至ph4-5，并将所得溶液用甲醇稀释至50ml。

四甲氧基硅烷，98％(tmos)-产品代码：sit7510.0

分子量-152.22g/mol；密度-1.032g/ml；2％tmos＝1ml(在50ml溶液中)；1mltmosx1.032g/ml＝1.032g；1.032g的tmos/152.22g/mol＝0.00678mol；tmos:h2o＝1:4(四烷氧基硅烷)；最小量的水是0.00678x4＝0.0271x18.015g/ml＝0.488g。

为了制备用于官能化基底的溶液，将0.488ml的水添加至50ml的容量瓶中。向水中添加1ml的tmos。用5％乙酸将溶液酸化至ph4-5，并将所得溶液用甲醇稀释至50ml。

基底的等离子体处理

为了制备经等离子体处理的基底(例如pcb)，进行以下通用程序。使用plasmaetchpe-25仪器对pcb(或其他基底)进行等离子体处理。使用了以下条件：氧气压力：来自氧气罐调节器的20psi；处理时间：15min；功率级：高；氧气流速：约零；真空压力：110毫托。

用硅醇官能化基底

为了制备涂有硅烷的基底，使用以下程序。将经等离子体处理的pcb浸入硅烷溶液中。那时，对硅烷涂覆的pcb进行处理以除去过量的硅烷。然后将pcb固化。

基底的包覆模制

使用arburgthermoplasticmoulder375进行以下程序。将模具放置在基底上。然后进行模制循环，其中将模制材料分配到模具中在一部分pcb上。取决于样品，pcb可能仍保持与电源连接直到注射阶段结束(防止过早固化并留出足够的时间用于任何结合反应发生的尝试)。

剥离测试

使用instron装置进行以下程序。将夹具附接到instron装置的基部。相对于横向构件上的钳夹(jawclamp)，此夹具将pcb和包覆模制物保持在同一位置。将测试样品固定到夹具上。将钳夹附接到模制构件的模制材料的“剥离片(peeltab)”。以50mm/min进行拉动直至破坏。记录最大剥离力。进行90°剥离测试，注意初始剥离所需的初始力。在开始剥离测试的位置，测试的每个模制构件(例如，pcb上的模制材料)为11mm宽。初始剥离力被测量为n/mm(通过将初始剥离力除以11mm来计算)。因此，进行此测试以确定开始剥离包覆模制物所需的总是垂直于pcb表面的峰值初始力。

实例9：使用基于胺/琥珀酸酐的结合层的结果

样品制备

使用如实例8中一般性地描述的程序制备模制构件的两个实施例。简要地，对于第一实验样品，将热塑性聚丙烯/scona模制材料(具有琥珀酸酐官能团)包覆模制在具有伯胺硅烷偶联剂(例如，用wsa-9911官能化)的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。对于第二实验样品，将热塑性聚丙烯/scona模制材料(具有琥珀酸酐官能团)包覆模制在具有仲胺硅烷偶联剂(例如，用sib1824.5官能化)的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。

除了第一和第二实验样品之外，还制备了对照样品。通过将聚丙烯/scona包覆模制在未经等离子体处理或未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第一对照样品。通过将聚丙烯/scona包覆模制在经过等离子体处理但未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第二对照样品。

本文披露的每个实验中使用的pcb为fr-4it158tc。这是中等tg(>150℃，通过dsc)多官能填充环氧pcb，具有高的热可靠性。

样品测试

使用实例8中一般性地描述的程序一式三份进行剥离测试。下表3和图26a示出了wsa-9911实验样品相对于对照的结果。下表4和图26b示出了sib1833.0实验样品相对于对照的结果。图26a和26b提供了条形图，其示出了实验样品相对于对照样品的平均初始剥离力的比较。

表3.wsa-9911/scona实验样品相对于未经处理或仅经受等离子体处理的对照的剥离数据。剥离力表示为力/毫米宽度(n/mm)。

表4.sib1833.0/scona实验样品相对于未经处理或仅经受等离子体处理的对照的剥离数据。剥离力表示为力/毫米宽度(n/mm)。

结果与讨论

wsa-9911

如表3和图26a所示，对于对照，对于未经处理的和在没有硅烷偶联剂下制备的等离子体处理的pcb，在包覆模制后都没有粘附。似乎聚丙烯，即使使用5％scona，在未经处理和经等离子体处理的pcb上也没有提供任何分子间吸引力，导致在剥离测试期间剥离力为零。基于三种实验样品，经wsa-9911处理的pcb板具有10.1n/mm的更大的平均剥离力。因此，经硅烷处理的样品具有比未经硅烷处理的样品平均高约10n/mm的粘附力。此结果表明，硅烷偶联剂处理提供了改善的和/或增加的化学相互作用，其增强了经wsa-9911表面处理的pcb板与pp/scona包覆模制物的偶联。此类化学相互作用可以包括在硅烷的伯胺与scona的马来酸酐之间形成共价键(如下所示)。

其他类型的结合和力也可能对观察到的剥离力增加有贡献。scona典型地不用作模制材料。scona通常用于复合材料中，其中琥珀酸酐与增强材料(例如纤维素基纤维)中的官能团反应。然而，出人意料地发现，它提供了与包括含硅连接体的结合层的良好的结合。scona还具有有益的材料特性，例如高的热扭变温度(也称为热变形温度)，并且不透水(这将帮助防止或抑制层离)。

sib1824.5

如表4和图26b所示，并且如上所提及，对于对照，对于未处理的和在没有硅烷偶联剂下制备的等离子体处理的pcb，在包覆模制后都没有粘附。似乎聚丙烯，即使使用5％scona，在未经处理和经等离子体处理的pcb上也没有提供任何分子间吸引力，导致在剥离测试期间剥离力为零。基于三种实验样品，经sib1833.0处理的pcb板具有3.80n/mm的更大的平均剥离力。据信(如上所示)通过对实验包覆模制条件和剥离测试条件进行额外的微调，可以甚至进一步改善此初始剥离力(比未经硅烷处理的材料大最多或至少约10n)。因此，经硅烷处理的样品具有比未经硅烷处理的样品平均高约4n/mm的粘附力。这表明，硅烷偶联剂处理提供了改善的和/或增加的化学相互作用，其增强了经sib1833.0表面处理的pcb板与pp/scona包覆模制物的偶联。此类化学相互作用可以包括在硅烷的仲胺与scona的琥珀酰酐之间形成共价键。其他类型的结合和力也可能对观察到的剥离力增加有贡献。

实例10：使用基于胺/环氧化物的结合层的结果

样品制备

使用如实例8中一般性地描述的程序制备模制构件的两个实施例。简要地，对于第一实验样品，将热塑性elvaloyptw(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物)模制材料(具有环氧官能团)包覆模制在具有伯胺硅烷偶联剂(例如，用wsa-9911官能化)的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。对于第二实验样品，将热塑性elvaloyptw(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物)模制材料(具有环氧官能团)包覆模制在具有仲胺硅烷偶联剂(例如，用sib1833.0官能化)的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。

除了第一和第二实验样品之外，还制备了对照样品。通过将elvaloyptw包覆模制在未经等离子体处理或未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第一对照样品。通过将elvaloyptw包覆模制在经过等离子体处理但未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第二个对照样品。pcb与实例9中使用的pcb相同。

样品测试

使用实例8中一般性地描述的程序一式三份进行剥离测试。下表5和图27a提供了wsa-9911实验样品相对于对照的结果。下表6和图27b示出了sib1833.0实验样品相对于对照的结果。图27a和27b提供了条形图，其示出了实验样品相对于对照样品的平均初始剥离力的比较。

表5.wsa-9911/elvaloyptw样品相对于未经处理或仅经受等离子体处理的对照的剥离数据。剥离力表示为力/毫米宽度(n/mm)。

表6.sib1833.0/elvaloyptw样品相对于未经处理或仅经受等离子体处理的对照的剥离数据。剥离力表示为力/毫米宽度(n/mm)。

结果与讨论

wsa-9911

如表5和图27a所示，包覆模制物和未经处理/仅经等离子体处理的pcb之间的剥离力低于经硅烷处理的样品。实验样品的初始剥离力平均比等离子体处理/未经硅烷处理的对照高约3.6n/mm，并且比未处理的对照高约4.3n/mm。据信(如上所示)通过对实验包覆模制条件和剥离测试条件进行额外的微调，可以甚至进一步改善此初始剥离力(比未经硅烷处理的材料大最多或至少约10n/mm)。观察到的改善的粘附力可能是由于硅烷处理的样品中硅烷层与热塑性塑料/pcb之间的化学相互作用增加和/或改善。此结果表明，硅烷偶联剂处理提供了改善的和/或增加的化学相互作用，其增强了经wsa-9911表面处理的pcb板与elvaloy包覆模制物的偶联。此类化学相互作用可以包括在硅烷的伯胺与elvaloy的环氧之间形成共价键(如图49所示)。

其他类型的结合和力也可能对观察到的剥离力增加有贡献。

sib1833

如表6和图27b所示，并且如上所提及，包覆模制物和未经处理/仅经等离子体处理的pcb之间的剥离力低于经硅烷处理的样品。实验样品的初始剥离力平均比等离子体处理/未经硅烷处理的对照高约2.1n/mm，并且比未处理的对照高约2.8n/mm。据信(如上所示)通过对实验包覆模制条件和剥离测试条件进行额外的微调，可以甚至进一步改善此初始剥离力(比未经硅烷处理的材料大最多或至少约10n/mm)。经硅烷处理的样品的较高剥离力表明，硅烷处理提供了改善的和/或增加的化学相互作用，其增强了经sib1833.0表面处理的pcb板与elvaloy热塑性塑料的偶联。此类化学相互作用可以包括在硅烷的仲胺与elvaloy的环氧之间形成共价键。其他类型的结合和力也可能对观察到的剥离力增加有贡献。

实例11：使用基于硅醇的结合层的结果

样品制备

使用如实例8中一般性地描述的程序制备模制构件的两个实施例。简要地，对于第一实验样品，将pex热塑性(三甲氧基甲硅烷基改性的聚乙烯)模制材料(具有硅醇官能团)包覆模制在具有teos基反应性硅醇硅烷偶联剂的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。对于第二实验样品，将pex热塑性(三甲氧基甲硅烷基改性的聚乙烯)模制材料(具有硅醇官能团)包覆模制在具有tmos基反应性硅醇硅烷偶联剂的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。

除了第一和第二实验样品之外，还制备了对照样品。通过将pex包覆模制在未经等离子体处理或未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第一对照样品。通过将pex包覆模制在经过等离子体处理但未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第二个对照样品。pcb与实例9中使用的pcb相同。

样品测试

使用实例8中一般性地描述的程序一式三份进行剥离测试。下表7和图28a提供了teos实验样品相对于对照的结果。下表8和图28b示出了tmos实验样品相对于对照的结果。图28a和28b提供了条形图，其示出了实验样品相对于对照样品的平均初始剥离力的比较。

表7.teos/pex实验样品相对于未经处理或仅经受等离子体处理的对照的剥离数据。剥离力表示为力/毫米宽度(n/mm)。

表8.tmos/pex实验样品相对于未经处理或仅经受等离子体处理的对照的剥离数据。剥离力表示为力/毫米宽度(n/mm)。

结果与讨论

teos

如表7和图28a所示，包覆模制物和未经处理/仅经等离子体处理的pcb之间的剥离力低于经硅烷处理的样品。在初始剥离测试中在包覆模制后在未经处理的和经等离子体处理的pcb与包覆模制物之间未观察到粘附。实验样品的初始剥离力平均比未经硅烷处理的对照高约3.5n/mm。据信(如上所示)通过对实验包覆模制条件和剥离测试条件进行额外的微调，可以甚至进一步改善此初始剥离力(比未经硅烷处理的材料大最多约10n/mm)。此改善的粘附力可能是由于硅烷处理的样品中硅烷层与热塑性塑料/pcb之间的化学相互作用增加和/或改善。此结果表明，硅烷偶联剂处理提供了改善的和/或增加的化学相互作用，其增强了经teos表面处理的pcb板与pex包覆模制物的偶联。此类化学相互作用可能包括teos的羟基与pex的侧链的交联(如图51所示)。

其他类型的结合和力也可能对观察到的剥离力增加有贡献。

tmos

如表8和图28b所示，并且如上所提及，包覆模制物和未经处理/仅经等离子体处理的pcb之间的剥离力低于经硅烷处理的样品。在初始剥离测试中在包覆模制后在未经处理的和经等离子体处理的pcb与包覆模制物之间未观察到粘附。实验样品的初始剥离力平均比未经硅烷处理的对照高约4.5n/mm。据信(如上所示)通过对实验包覆模制条件和剥离测试条件进行额外的微调，可以甚至进一步改善此初始剥离力(比未经硅烷处理的材料大最多或至少约10n/mm)。经硅烷处理的样品的较高剥离力表明，硅烷偶联剂处理提供了改善的和/或增加的化学相互作用，其增强了经tmos表面处理的pcb板与pex包覆模制物的偶联。此类化学相互作用可能包括tmos的羟基与pex的侧链的交联其他类型的结合和力也可能对观察到的剥离力增加有贡献。

实例12：使用胺和琥珀酸酐或环氧化物的另外的结果

样品制备

使用如实例8中一般性地描述的程序制备模制构件的两个实施例。简要地，对于第一实验样品，将desmopan9370a热塑性(热塑性芳香族聚醚基聚氨酯)模制材料(具有仲胺官能团)包覆模制在具有基于琥珀酸酐的反应性硅烷偶联剂(tepsa)的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。对于第二实验样品，将desmopan9370a热塑性模制材料包覆模制在具有基于环氧环(环氧化物)的反应性硅烷偶联剂gptms的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。

除了第一和第二实验样品之外，还制备了对照样品。通过将desmopan9370a包覆模制在未经等离子体处理或未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第一对照样品。通过将desmopan9370a包覆模制在经过等离子体处理但未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第二个对照样品。pcb与实例9中使用的pcb相同。

样品测试

使用实例8中一般性地描述的程序一式三份进行剥离测试。下表9和图29a提供了琥珀酸酐实验样品相对于对照的结果。图29b示出了环氧化物实验样品的sem结果。

表9.tepsa/desmopan9370a实验样品相对于未经处理或仅经受等离子体处理的对照的剥离数据。剥离力表示为力/毫米宽度(n/mm)。

结果与讨论

tepsa

如表9和图29a所示，包覆模制物和未经处理/仅经等离子体处理的pcb之间的剥离力低于经硅烷处理的样品。实验样品的初始剥离力平均比等离子体处理/未经硅烷处理的对照高约5n/mm，并且比未处理的对照高约8.6n/mm。据信(如上所示)通过对实验包覆模制条件和剥离测试条件进行额外的微调，可以甚至进一步改善此初始剥离力(比未经硅烷处理的材料大最多约10n/mm)。观察到的改善的粘附力可能是由于硅烷处理的样品中硅烷层与热塑性塑料/pcb之间的化学相互作用增加和/或改善。此结果表明，硅烷偶联剂处理提供了改善的和/或增加的化学相互作用，其增强了经tepsa表面处理的pcb板与desmopan包覆模制物的偶联。其他类型的结合和力也可能对观察到的剥离力增加有贡献。

gptms

在测试期间观察到，与仅用等离子体处理的样品相比，gptms样品具有的剥离力较低，但高于未处理的样品。据信样品制备没有优化，并且因此这里的剥离力数据不可靠。例如，如图29b所示，在扫描电子显微镜(sem)数据中观察到，对于实验样品，desmopan粘附得如此牢固以至于在剥离测试期间，它的一部分实际上从本体热塑性包覆模制材料上撕下并且在剥离测试后，desmopan的残余物仍粘附到pcb上。在对照样品中的任一个中未观察到此相同的效果，所述对照样品示于图29c(仅等离子体)和图29d(未处理)中。

desmopan的这一薄层表明，热塑性弹性体材料本身在结合层破坏之前就已经破坏。撕裂似乎是内聚破坏(例如，本体材料无法承受剥离测试，而不是经由结合层粘附的层无法承受)。在检查经硅烷pcb处理的样品时，这表明desmopan的某些区域被硅烷层牢固地粘附到pcb上，这进而表明硅烷层与desmopan/pcb之间的相互作用强于desmopan材料本身的内部内聚力，使得desmopan的部分折断和/或撕裂，并在剥离测试期间保持粘附到pcb上。此测试另外表明，硅烷处理提供了某些化学相互作用，其增强了经gptms表面处理的pcb板与desmopan的偶联。此类化学相互作用可能包括由gptms的环氧与desmopan仲胺产生的共价键。另外，其他化学相互作用和力的组合可能有助于内聚破坏。总之，结合层中的粘附似乎如此强以至于其引起desmopan的本体材料而不是结合层的应变和撕破。此结果指示，在模制构件不经受任何剥离力情况下，在加湿条件下，这些层可以抵抗层离。

如上所述，在sem下观察到，未经处理的和经等离子体处理的pcb均未留下粘附到表面上的desmopan残余物，这被认为是粘附破坏。经等离子体处理的样品的粘附破坏表明仅存在弱结合，因此在sem图像下表面上没有残余物。因此，具有含硅连接体的结合层相对于没有此种结合层的对照样品改善了层的粘附性。这些结果还可以指示尚未针对此特定组合优化的剥离测试。在这种情况下，据信sem提供了硅烷层的改进的粘附性的更准确的表现。据信(如上对于其他胺/环氧化物样品所示)通过对实验包覆模制条件和剥离测试条件进行额外的微调，可以改善此初始剥离力(比未经硅烷处理的材料大最多约100n)。

实例13：使用环氧化物和羧基的结果

样品制备

使用如实例8中一般性地描述的程序制备模制构件的实施例。简要地，将surlyn9020(乙烯/甲基丙烯酸(e/maa)共聚物)热塑性模制材料包覆模制在具有基于环氧环(环氧化物)的反应性硅烷偶联剂(gptms)的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。

除实验样品外，还制备了对照样品。通过将surlyn9020包覆模制在未经等离子体处理或未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第一对照样品。通过将surlyn9020包覆模制在经过等离子体处理但未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第二个对照样品。

样品测试

使用实例8中一般性地描述的程序一式三份进行剥离测试。图30a-30e示出了所述测试的esm数据。

结果与讨论

gptms

观察到，gptms样品具有比未处理的样品高的剥离力，但与仅等离子体处理的样品相比，低的剥离力。据信样品制备没有优化，并且因此这里的剥离力数据不可靠。然而，如图30a和图30b所示，在扫描电子显微镜(sem)数据中观察到，剥离测试期间pcb掩模的残余物从pcb上撕下，并在剥离测试后粘附到surlyn上。图30b中的元素分析通过指示仍粘附到surlyn上的pcb掩模的化学成分来支持这一点，如图30b所示。

如图30a所示，此撕裂在surlyn模制材料上留下了一层pcb，并且表明在结合层破坏之前，基底层已经破坏。还据信硅烷层至少在样品的某些区域中有助于surlyn/pcb之间的粘附性增加。经硅烷pcb处理的样品的内聚破坏表明surlyn的某些区域被硅烷层牢固地粘附到pcb上，这进而表明硅烷层与surlyn/pcb之间的相互作用强于pcb的内聚力，使得pcb的部分折断和/或撕裂，并在剥离测试期间保持粘附到pcb上。此测试另外表明，硅烷处理提供了某些化学相互作用，其增强了经gptms表面处理的pcb板与surlyn的偶联。此类化学相互作用可能包括由gptms的环氧与surlyn的羧基产生的共价键(如图52所示)。

另外，化学相互作用和力的组合可能有助于内聚破坏。如上所述，在sem下观察到，未经处理的和经等离子体处理的pcb均未留下粘附到表面上的surlyn残余物，这被认为是粘附破坏。经等离子体处理的样品的粘附破坏表明仅存在弱结合，因此在sem图像下表面上没有残余物。这些结果还表明此特定组合的剥离测试未优化。在这种情况下，据信sem将提供了硅烷层的改进的粘附性的更准确的表现。据信(如上对于其他胺/环氧化物样品所示)通过对实验包覆模制条件和剥离测试条件进行额外的微调，可以改善此初始剥离力(比未经硅烷处理的材料大最多约10n/mm)。

实例14：使用胺和羧基的另外的结果

样品制备

使用如实例8中一般性地描述的程序制备模制构件的实施例。简要地，对于实验样品，将ae(其是乙烯、甲基丙烯酸和丙烯酸酯热塑性塑料的三元共聚物)模制材料(具有羧基官能团)包覆模制在具有sib1824.5、基于仲胺的硅烷偶联剂中任一种的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。除实验样品外，还制备了对照样品。通过将ae包覆模制在未经等离子体处理或未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第一对照样品。通过将ae包覆模制在经过等离子体处理但未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第二个对照样品。pcb与实例9中使用的pcb相同。

样品测试

使用实例8中一般性地描述的程序一式三份进行剥离测试。图31a-31d提供了仲胺/羧基实验样品相对于对照的sem结果。

结果与讨论

sib1824.5

观察到，sib1824.5样品具有比未处理的样品高的剥离力，但与仅等离子体处理的样品相比，低的剥离力。据信样品制备没有优化，并且因此这里的剥离力数据不可靠。然而，如图31a和图31b所示，在sem数据中观察到nurcrelae在剥离测试期间从本体热塑性包覆模制物上撕下，并在剥离测试后仍然粘附在pcb上。在对照样品中的任一个中未观察到此相同的效果，所述对照样品示于图31c(仅等离子体)和图31d(未处理)中。图31a示出了剥离测试后的塑性变形，这意味着这是内聚破坏。图31b提供了材料变形可能归因于硅烷层与nucrel/pcb之间的化学相互作用的证据。这些化学相互作用似乎比nucrel本体材料中的分子内力更强，因为剥离试验引起nucrel的部分破裂，从而表明本体聚合物的内聚破坏(与未经处理和经等离子体处理的pcb图像不同，所述图像没有示出nucrel材料粘附到表面上)。

图31a和31b表明，热塑性弹性体层在结合层破坏之前就破坏了。经硅烷pcb处理的样品的内聚破坏表明nucrel的某些区域被硅烷层牢固地粘附到pcb上，这进而表明硅烷层与nucrel之间的相互作用强于nucrel本身内的内聚力，使得nucrel的部分折断和/或撕裂，并在剥离测试后保持粘附到pcb上。此测试另外表明，硅烷处理提供了某些化学相互作用，其增强了经sib1824.5表面处理的pcb板与nucrel的偶联。此类化学相互作用可能包括由sib1824.5的仲胺与nucrel的羧基产生的共价键。

另外，化学相互作用和力的组合可能有助于内聚破坏(例如，本体材料无法保持在一起)。因此，似乎本体材料中的内聚力弱于热塑性塑料与结合层之间的粘附力，使得热塑性塑料被撕下。如上所述，在sem下观察到，未经处理的和经等离子体处理的pcb均未留下粘附到表面上的nucrel残余物，这被认为是粘附破坏。经等离子体处理的样品的粘附破坏表明仅存在弱结合，因此在sem图像下表面上没有残余物。这些结果还表明此特定组合的剥离测试未优化。在这种情况下，据信sem将提供了硅烷层的改进的粘附性的更准确的表现。据信(如上对于其他样品所示)通过对实验包覆模制条件和剥离测试条件进行额外的微调，可以改善此初始剥离力(比未经硅烷处理的材料大最多约10n/mm)。

实例15：使用基于胺/琥珀酸酐的结合层的结果

样品制备

使用如实例8中一般性地描述的程序制备模制构件的实施例。简要地，对于实验样品，将热塑性pebaxmv1074(由聚酰胺和聚醚组成的嵌段共聚物)模制材料(具有仲胺官能团)包覆模制在具有琥珀酸酐偶联剂(例如，用tepsa官能化)的官能化pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。除实验样品外，还制备了对照样品。通过将pebaxmv1074包覆模制在未经等离子体处理或未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第一对照样品。通过将pebaxmv1074包覆模制在已经过等离子体处理但未用硅烷偶联剂处理的pcb上来制备第二个对照样品。pcb与实例9中使用的pcb相同。

样品测试

使用实例8中一般性地描述的程序一式三份进行剥离测试。下表10示出了实验样品相对于对照的结果。图32a提供了条形图，其示出了实验样品相对于对照样品的平均初始剥离力的比较。

表10.tepsa/pebaxmv1074实验样品相对于未经处理或仅经受等离子体处理的对照的剥离数据。剥离力表示为力/毫米宽度(n/mm)。

结果与讨论

tepsa

如表10和图32a所示，包覆模制物和未经处理/仅经等离子体处理的pcb之间的剥离力低于经硅烷处理的样品。实验样品的初始剥离力平均比等离子体处理/未经硅烷处理的对照高约4.2n/mm，并且比未处理的对照高约18.2n/mm。据信(如上所示)通过对实验包覆模制条件和剥离测试条件进行额外的微调，可以甚至进一步改善此初始剥离力(比未经硅烷处理的材料大最多或至少约10n/mm)。观察到的改善的粘附力可能是由于硅烷处理的样品中硅烷层与热塑性塑料/pcb之间的化学相互作用增加和/或改善。此结果表明，硅烷偶联剂处理提供了改善的和/或增加的化学相互作用，其增强了经tepsa表面处理的pcb板与pebax包覆模制物的偶联。此类化学相互作用可包括在硅烷的琥珀酸酐与包覆模制材料的仲胺之间形成共价键。其他类型的结合和力也可能对观察到的剥离力增加有贡献。

实例16：另外的剥离测试的预示实例

以下是基于本文其他地方提供的实验可以预期的结果的预示实例。模制构件是使用优化条件制备的。简要地，对于第一实验样品，将desmopan9370a热塑性模制材料(具有仲胺)包覆模制在具有基于环氧的反应性硅烷偶联剂(gptms)的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。对于第二实验样品，将surlyn9020热塑性模制材料(具有羧基)包覆模制在具有基于环氧环(环氧化物)的反应性硅烷偶联剂(gptms)的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。对于第三实验样品，将nucrelae热塑性模制材料(具有羧基)包覆模制在具有仲胺(sib1824.5)的反应性硅烷偶联剂的官能化的pcb上，以形成具有包括含硅连接体的结合层的模制构件。除上述实验样品外，还制备了相符的对照样品。第一组对照样品是通过将相关的热塑性塑料包覆模制在未经等离子体处理的pcb上制备的。第二组对照样品是通过将相关的热塑性塑料包覆模制在经等离子体处理但尚未用硅烷偶联剂处理的pcb上制备的。

样品测试和结果

使用实例8中一般性地描述的程序一式三份进行剥离测试。在每种情况下，包覆模制物和未经处理/仅经等离子体处理的pcb之间的剥离力低于经硅烷处理的样品。desmopan实验样品的初始剥离力平均比等离子体处理/未经硅烷处理的对照高约5n/mm至约10n/mm，并且比未处理的对照高约5n/mm至15n/mm。surlyn实验样品的初始剥离力平均比等离子体处理/未经硅烷处理的对照高约5n/mm至约10n/mm，并且比未处理的对照高约5n/mm至30n/mm。nucrel实验样品的初始剥离力平均比等离子体处理/未经硅烷处理的对照高约5n/mm至约10n/mm，并且比未处理的对照高约5n/mm至20n/mm。不受任何特定机制的束缚，据信改善的粘附力是由于硅烷处理的样品中硅烷层与热塑性塑料/pcb之间的化学相互作用增加和/或改善。此结果表明，硅烷偶联剂处理提供了改善的和/或增加的化学相互作用，其增强了经表面处理的pcb板与包覆模制物的偶联。其他类型的结合和力也可能对观察到的剥离力增加有贡献。

实例17：加速的磨损测试

以下是基于本文其他地方提供的实验可以预期的结果的预示实例。如以上实例9-16中所披露的，对实验实例进行加速的磨损测试。除了这些实验样品外，还制备了具有相符的模制材料和pcb的对照样品。第一组对照样品(cont1)是通过将模制材料(与实验样品的模制材料相符)包覆模制在未进行等离子体处理或未使用硅烷偶联剂处理的pcb上制备的。第二对照样品(cont2)是通过将模制材料(与实验样品的模制材料相符)包覆模制在经过等离子体处理但尚未用硅烷偶联剂处理的pcb上制备的。

将每个实验样品和对照样品置于高温(60℃)下的高湿度腔室(99％湿度)中。在这些条件下的时间单位相当于在正常运行条件下所经历的时间单位的约5倍(例如，加速的磨损条件下的1天相当于正常运行条件下的5天)。每周(相当于在正常条件下的5周)之后，从加速的磨损腔室中移出样品并检查层离的任何迹象。下表15示出了预期的测试结果：

表15.

出人意料地观察到，对于一些实验样品，包覆模制材料本身似乎在模制材料与pcb之间的结合层之前开始降解。