具有形状贴合的相变材料(PCM)的温度防护包装的制作方法

具有形状贴合的相变材料(pcm)的温度防护包装


背景技术：

1.生物假体组织产品很脆弱。特别地，生物假体心脏瓣膜是温度敏感的。例如，生物假体心脏瓣膜可因暴露于一摄氏度(1℃)以下或四十五摄氏度(45℃)以上的温度而变得不可用。包装此类温度敏感产品以便储存或运输时必须采取温度防护。在传统的方法中，温度敏感产品位于内部容器中，并且在外部容器中围绕内部容器包装许多温度防护包。在另一种方法中，容器包括填充有水基凝胶的附加隔室，这些水基凝胶用作温度敏感产品的制冷剂。由于使用附加的容纳容积，这些包装方法通常体积庞大，并且由于凝胶制冷剂的高密度而笨重，导致运输成本增加。这些包装方法的组装和拆卸也很耗时，导致客户不满意。当温度敏感产品与其它产品诸如假体心脏瓣膜的递送系统集成时，进一步增加了复杂性。因此，需要一种温度防护包装，其在容纳集成产品的同时使容积、重量和组装时间降至最低。


技术实现要素：

2.提供了具有形状贴合的(共形的，shape-conforming)相变材料(pcm)的温度防护包装，其基本上如至少一张附图所示和/或结合至少一张附图所述，并且如权利要求中更完整地阐述。
附图说明
3.图1a示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的透视图；
4.图1b示出对应于图1a的横截面图；
5.图2a示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的俯视图；
6.图2b示出对应于图2a的横截面图；
7.图3a示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的一部分的透视图；
8.图3b示出对应于图3a的横截面图；
9.图3c示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的一部分的横截面图；
10.图4a示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的透视图；
11.图4b示出对应于图4a的平面图；
12.图4c示出对应于图4a的横截面图；
13.图5示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的透视图；
14.图6a示出对应于图5的平面图；
15.图6b示出对应于图5的横截面图；
16.图7a示出对应于图5的平面图；和
17.图7b示出对应于图5的横截面图。
具体实施方式
18.以下描述含有与本公开中的实施方式相关的具体信息。本领域技术人员将认识
到，本公开可以以不同于本文具体讨论的方式来实现。本技术中的附图以及其伴随的详细描述仅针对示例性实施方式。除非另有说明，否则附图中相同或对应的元件可用相同或对应的附图标记来指示。此外，本技术中的附图和图示通常不按比例绘制，并且不旨在对应于实际的相对尺寸。
19.图1a示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的透视图。图1b示出对应于图1a的横截面图。如图1a和图1b所示，温度防护包装100包括刚性容器102、柔性衬里104和口袋106。
20.刚性容器102包括轮缘108、内部110、外部112、轮廓114和腔116。刚性容器102保护温度敏感产品118免受外力的影响。刚性容器102可由任何刚性材料诸如，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、pet共聚物如乙二醇改性的pet(pet-g)或聚丙烯(pp)形成。
21.轮缘108被配置用于密封腔116，并且限定刚性容器102的内部110和外部112。例如，在本实施方式中，可使用粘合剂将盖子(未示出)附接到轮缘108的顶部。在各种实施方式中，盖子由透气材料诸如或不透气材料形成。在一个实施方式中，盖子由与刚性容器102相同的材料形成。在各种实施方式中，轮缘108可具有不同的形状，或者可以以不同的方式密封腔116。例如，轮缘108可用蚌壳式构型的盖子密封。轮缘108可被配置以使用配合装置和/或垫圈而不是使用粘合剂来机械密封。
22.刚性容器102利用腔116来接收温度敏感产品118。温度敏感产品118可以是因暴露于太低或太高的温度而可能损坏的任何产品。例如，温度敏感产品118可以是需要保持在大约一摄氏度和大约四十五摄氏度之间(1℃-45℃)的生物假体心脏瓣膜。在本实施方式中，腔116被示出为具有倒梯形金字塔形状和圆形轮廓114。虽然温度敏感产品118在图1b中被图示为通用部件，但是在其它实施方式中，刚性容器102可被成形和轮廓化(塑形，contoured)使得内部110贴合温度敏感产品118。
23.柔性衬里104附接到刚性容器102。特别地，柔性衬里104附接到刚性容器102的外部112上的轮缘108的底部。柔性衬里104在其自身和刚性容器102之间形成口袋106。柔性衬里104可由任何柔性材料诸如，例如，中密度或低密度聚乙烯(pe)形成。柔性衬里104可通过本领域已知的任何技术诸如塑料焊接或压敏粘合剂附接。
24.相变材料(pcm)位于口袋106中。如本文所用，“pcm”指代任何潜热储存材料。在特征相变温度下，口袋106中的pcm由于其潜热储存特性而能够吸收一定容量的热能而不增加温度。结果，当暴露于热能时，口袋106中的pcm可使温度防护包装100中的温度敏感产品118保持冷却。在各种实施方式中，位于口袋106中的pcm包含石蜡烃或水合盐。在一个实施方式中，pcm的相变温度与温度敏感产品118的温度敏感性密切匹配。继续上文的示例，口袋106中的pcm可具有大约四十五摄氏度(45℃)的熔点。用于pcm的材料也可基于潜热储存容量、热导率、容积膨胀和其它因素来选择。在本实施方式中，口袋106中的pcm由固体颗粒或粉末制成。在一个实施方式中，口袋106填充有pcm而没有任何封装或中间材料，使得pcm直接接触外部112(除了颗粒之间可忽略容积的空气或真空)。
25.口袋106中的pcm贴合刚性容器102的轮廓表面(contoured surface)。特别地，口袋106中的pcm贴合轮廓外部112。如本文所用，“轮廓”或“轮廓表面”指代具有曲率、角度或弯曲而使得其基本上非直的任何表面。柔性衬里104具有足够的柔性以围绕刚性容器102的轮廓114弯曲。柔性衬里104还具有足够的弹性，使得pcm自身的重量不会导致其下垂到焦
点。相反，pcm在柔性衬里104与刚性容器102附接的点之间贴合外部112的轮廓表面。在本实施方式中，口袋106中的pcm贴合刚性容器102的基本上整个外部112。结果，pcm使对温度敏感产品118的温度防护最大，以免受外部热源的影响。如本文所用，“基本上整个外部”可指代外部减去用作密封装置的任何部分，诸如轮缘108。在各种实施方式中，柔性衬里和贴合的pcm可被提供给刚性容器102的更多或更少的部分。例如，在刚性容器102如上所述被配置以使用蚌壳式盖子密封的情况下，蚌壳式盖子可具有附接到其上的柔性衬里，从而产生贴合它的pcm口袋。在各种实施方式中，柔性衬里可附接到刚性容器102的内部110。在一个实施方式中，刚性容器102可包括支撑腿、支柱或平台(未示出)，或防止柔性衬里104直接接触地面的任何其它结构。例如，具有比刚性容器102高的“l形”横截面的支架可附接到轮缘108的底部，以在柔性衬里104下方产生间隙。
26.温度防护包装100能够提供几个优点。口袋106中的pcm的潜热储存特性为温度敏感产品118提供温度防护。口袋106中的pcm通常也比传统的凝胶制冷剂密度低，总体上减少温度防护包装100的重量。此外，因为口袋106中的pcm贴合刚性容器102的轮廓表面，所以温度防护包装100使容积和体积降至最低。
27.图2a示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的俯视图。图2b示出对应于图2a的横截面图。如图2a和图2b所示，温度防护包装200包括刚性容器202、柔性衬里204和口袋206。刚性容器202包括轮缘208、内部210、外部212、轮廓214和215、腔216和217以及固定接头(securing tabs)228。除了下文提到的差异外，图2a和图2b中的刚性容器202、柔性衬里204、口袋206、轮缘208、内部210、外部212、轮廓214和腔216总体上对应于图1a和图1b中的刚性容器102、柔性衬里104、口袋106、轮缘108、内部110、外部112、轮廓114和腔116，并且可具有上述任何实施方式和优点。
28.在图2a和图2b中，刚性容器202的腔216被配置以接收温度敏感产品218，而刚性容器202的腔217被配置以接收非温度敏感产品220。温度敏感产品218与非温度敏感产品220附接，并且由此，它们作为集成产品提供。在本实施方式中，温度敏感产品218是心脏瓣膜，而其所附接的非温度敏感产品220是可转向经导管递送系统。非温度敏感产品220包括手持马达/转向部分222、可转向导管224和导向尖端226。温度敏感产品218和非温度敏感产品220可具有图2a和图2b中未示出的附加部件和细节。在其它实施方式中，温度敏感产品218和其所附接的非温度敏感产品220可以是除心脏瓣膜和可转向经导管递送系统之外的产品。有利的是，通过提供预先附接的温度敏感产品218和非温度敏感产品220，温度防护包装200减少组装时间，并降低组装期间污染或损坏温度敏感产品218的可能性。
29.在本实施方式中，腔216被示出为具有倒梯形金字塔形状和圆形轮廓214。腔217被示出为具有与非温度敏感产品220的侧面和底部匹配的轮廓215的通道。固定接头228将手持马达/转向部分222固定在非温度敏感产品220的顶部。温度防护包装200可利用更多或更少的固定接头228，或如本领域已知的固定非温度敏感产品220的装置。如图2a的俯视图所见，刚性容器202还包括轮廓，使得腔217将可转向导管224方向改变一百八十度(180
°
)。因为可转向导管224很窄，并且实际上可能要比图2a中所示的长得多，所以以这种方式使其重新定向可减小温度防护包装200的尺寸。
30.柔性衬里204附接到刚性容器202的围绕腔216的外部212，并且在其自身和刚性容器202之间形成口袋206。如上所述，pcm位于口袋206中。口袋206中的pcm贴合在对应于接收
温度敏感产品218的腔216的轮廓214周围。相比之下，没有柔性衬里附接到刚性容器202的腔217周围。没有pcm贴合在对应于接收非温度敏感产品220的腔217的轮廓215周围。因此，温度防护包装200可以为温度敏感产品218提供温度防护并且容纳集成的非温度敏感产品220，同时维持重量轻和形状系数小。
31.图3a示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的一部分的透视图。图3b示出对应于图3a的横截面图。如图3a和图3b所示，温度防护包装300包括刚性容器302，其具有轮缘308、内部310、外部312、腔316和317、侧壁330以及具有圆柱形腔334的圆柱形轮廓332。图3a和图3b中还示出温度敏感产品318，以及非温度敏感产品的可转向导管324和导向尖端326。除了以下指出的差异外，图3a和图3b中的刚性容器302、轮缘308、内部310、外部312、腔316和317、温度敏感产品318、可转向导管324和导向尖端326总体上对应于图2a和图2b中的刚性容器202、轮缘208、内部210、外部212、腔216和217、温度敏感产品218、可转向导管224和导向尖端226，并且可具有上述任何实施方式和优点。
32.在图3a和图3b中，圆柱形轮廓332位于刚性容器302的内部310，在腔316内侧。圆柱形轮廓332从侧壁330朝向内部310突出，形成圆柱形腔334。圆柱形腔334接收温度敏感产品318。因为温度敏感产品318基本上是圆柱形的，所以圆柱形腔334更紧密地匹配温度敏感产品318的形状，从而在温度防护包装300的运送期间限制温度敏感产品318的碰撞和可能的损坏。在本实施方式中，圆柱形腔334还接收和导向附接到温度敏感产品318的尖端326以及还有可转向导管324的一部分。圆柱形轮廓332可与侧壁330形成任意角度。在一个实施方式中，侧壁330和圆柱形轮廓332之间的角度可以是四十五度(45
°
)或更小，使得与温度敏感产品318相比，更多的重量分布在导向尖端326上。
33.如图3b所示，柔性衬里304附接到刚性容器302的内部310，在圆柱形腔334周围。具体地，柔性衬里304附接到侧壁330和与侧壁330相对的圆柱形轮廓332的尖端。柔性衬里304在其自身和圆柱形轮廓332之间形成口袋306。如上所述，pcm位于口袋306中。口袋306中的pcm贴合在对应于接收温度敏感产品318的圆柱形腔334的圆柱形轮廓332周围。因此，温度防护包装300可以为温度敏感产品318提供更有效的温度防护。注意，出于图示的目的，柔性衬里304未在图3a的透视图中示出，并且各种部件被图示为透视圆柱形轮廓332。然而，应当注意，图3a中的温度防护包装300也可包括柔性衬里304，并且柔性衬里304和/或圆柱形轮廓332可以是透明的或不透明的。在一个实施方式中，在(除了柔性衬里304之外)另一个柔性衬里中，诸如图2b中的柔性衬里204，可附接到刚性容器302的外部312，在腔316周围，以便提供增加的温度防护。
34.图3c示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的一部分的横截面图。图3c代表图3a和图3b的可选实施方式，其中圆柱形轮廓333从侧壁331朝向外部313突出，同时仍然在内部311上形成圆柱形腔335。如图3c所示，柔性衬里305附接到刚性容器303的外部313，在圆柱形腔335周围。口袋307中的pcm贴合在对应于接收温度敏感产品319的圆柱形腔335的圆柱形轮廓333周围。
35.图4a示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的透视图。图4b示出对应于图4a的平面图。图4c示出对应于图4a的横截面图。温度防护包装400包括具有边缘436、438、440的柔性衬里404、pcm的口袋406、开口442和密封件444。图4c中还示出产品418。
36.图1a至图3c中所示的温度防护包装采用附接到刚性容器的柔性衬里。相比之下，
图4a至图4c中的温度防护包装400可利用柔性衬里404，而没有刚性容器。如图4c所示，pcm的口袋406在柔性衬里404内，而不是在柔性衬里和刚性容器之间。口袋406可形成在柔性衬里404内，例如，通过将两片聚乙烯(pe)塑料焊接在pcm材料周围。如上所述，可使用任何合适的柔性材料和合适的pcm材料。在焊接之后，结果看起来可类似于图4b。边缘436、438和440可指示pe片材的部分被焊接的位置。在本实施方式中，如图4b所示，柔性衬里404在形成温度防护包装400之前基本上是矩形的。在各种实施方式中，柔性衬里404可具有任何其它初始形状。
37.接下来，柔性衬里404可沿折叠线446折叠。边缘436可彼此熔合，并且边缘438可彼此熔合。边缘436和438可通过本领域已知的任何技术，诸如塑料焊接或压敏粘合剂熔合。在折叠和熔合之后，柔性衬里404限定温度防护包装400的优选形状，其对应于折叠线446和熔合边缘436和438。特别地，因为熔合边缘436和438基本上是线性和平行的，所以温度防护包装400的优选形状基本上是宽度为w的矩形。如下文进一步描述的，优选形状也可被理解为温度防护包装400在接收产品时使挠曲最小且使贴合最大的形状。
38.柔性衬里404还限定用于接收产品418的开口442。开口442对应于温度防护包装400的优选形状。与折叠线446相对的未熔合边缘440限定开口442。特别地，因为未熔合边缘440在两个部分处与熔合边缘436和438相会，所以开口442基本上是狭缝状的。开口442对应于温度防护包装400的优选形状，因为具有优选形状的产品可在开口442挠曲最小的情况下被接收。例如，在本实施方式中，由于温度防护包装400的优选形状基本上是宽度为w的矩形，因此开口442可接收宽度为w或更小的基本上平坦的矩形产品或信封状产品，而狭缝状开口442几乎没有挠曲。然而，当接收球形产品或矩形棱柱产品时，开口442可挠曲得更多，使得开口442为眼睑状或椭圆状的。
39.当接收产品418时，柔性衬里404也可围绕优选形状挠曲。例如，当插入具有优选形状的产品时，柔性衬里404可紧密地贴合产品，而几乎没有挠曲。继续上述接收信封状产品的示例，柔性衬里404可贴合基本上整个产品。同时，当插入不具有优选形状的产品时，柔性衬里404可挠曲得更多，而不太紧密地贴合产品。结果看起来可类似于图4a和图4c。图4a和图4c可图示接收矩形棱柱产品418。柔性衬里404从其基本上平坦的矩形优选形状向外挠曲以适配产品418，但是柔性衬里404相比产品418的侧面要更贴合其顶部和底部。因此，温度防护包装400的优选形状可指代使柔性衬里404的挠曲最小且使柔性衬里404与所接收的产品的贴合性最大的形状。有利的是，pcm的口袋406将像柔性衬里404一样挠曲和贴合。因此，对于优选形状的产品，温度防护包装400使温度防护最大并且使体积最低，同时由于柔性衬里404，仍然能够为其它产品提供温度防护和减小的体积。
40.在接收产品418之后，开口442可由密封件444密封。密封件444可利用本领域已知的任何密封技术，诸如夹具或压力密封。在本实施方式中，密封件444是可逆的，使得温度防护包装400可被重新打开而不会永久损坏。在本实施方式中，密封件444围绕边缘440的外侧形成，其中边缘440中的每一个上有一个密封构件。在各种实施方式中，密封件444可形成在边缘440的内侧和/或可使用更多或更少的密封构件。
41.图5示出根据本技术的一种实施方式的示例性温度防护包装的透视图。温度防护包装500包括柔性衬里504和开口542。如上所述，pcm口袋在柔性衬里内。图5中还示出产品518。
42.在本实施方式中，柔性衬里504限定温度防护包装500的基本上圆柱形优选形状。柔性衬里504还限定用于接收产品518的开口542。特别地，开口542基本上是圆形的。开口542对应于温度防护包装500的优选形状，因为具有优选形状的产品可在开口542挠曲最小的情况下被接收。例如，在本实施方式中，由于温度防护包装500的优选形状基本上是半径为r的圆柱形，因此开口542可接收半径为r或更小的圆柱形产品518，而圆形开口542几乎没有挠曲。然而，当接收矩形棱柱产品时，开口542可挠曲得更多。
43.图5中的温度防护包装500也示出为不含密封件。圆柱形产品518比温度防护包装500长并且从开口542突出。尽管如此，温度防护包装500仍然提供温度防护和减小的体积。在各种实施方式中，温度防护包装500可密封产品518。例如，温度防护包装500可比产品518长，并且开口542可类似于图4a进行密封。作为又另一个示例，具有基本上圆柱形优选形状的另一个温度防护包装可适配在产品518的顶部上并且对温度防护包装500的外侧、顶部或内侧进行密封。
44.图6a示出对应于图5的平面图。图6b示出对应于图5的横截面图。图6b中的温度防护包装600总体上对应于图5中的温度防护包装500。在本实施方式中，如图6a所示，柔性衬里604在形成温度防护包装600之前基本上是圆形的。柔性衬里604可例如由围绕pcm材料的圆形pe片材形成。接下来，柔性衬里604可以以如卷曲线648所指示的规则的径向间隔，在内部圆形区域650和其周边652之间被卷曲，从而限定温度防护包装600的优选基本上圆柱形形状。
45.如图6b所示，柔性衬里604的卷曲部分649(对应于图6a中的卷曲线648)限定温度防护包装600的优选基本上圆柱形形状的侧壁以及开口642。柔性衬里604的底部部分651(对应于图6a中的内部圆形区域650)限定温度防护包装600的优选基本上圆柱形形状的底部。因此，当接收具有优选形状的圆柱形产品618时，柔性衬里604以及因此pcm的口袋606可紧密地贴合圆柱形产品618，而几乎没有挠曲。
46.图7a示出对应于图5的平面图。图7b示出对应于图5的横截面图。图7b中的温度防护包装700总体上对应于图5中的温度防护包装500。返回参考上文的图4a至图4c，利用单个柔性衬里404来限定优选形状和开口442。相比之下，在图7a和图7b中，利用多个柔性衬里来限定温度防护包装700的优选形状和开口742。
47.在本实施方式中，如图7a所示，柔性衬里704具有边缘754，并且在形成温度防护包装700之前基本上是圆形的。柔性衬里704可例如由围绕pcm材料的圆形pe片材形成。柔性衬里705具有边缘756、758、760和762，并且在形成温度防护包装700之前基本上是矩形的。柔性衬里705可例如由围绕pcm材料的矩形pe片材形成。
48.接下来，柔性衬里705可被卷起。柔性衬里705的边缘758和760可彼此熔合。并且柔性衬里705的边缘762可熔合到柔性衬里704的边缘754。如上所述，可通过本领域已知的任何技术来熔合边缘。因此，柔性衬里704和705利用来自柔性衬里704和705两者的熔合边缘一起限定温度防护包装700的优选基本上圆柱形形状。
49.参照图7b，柔性衬里705的熔合边缘762和柔性衬里704的熔合边缘754限定温度防护包装700的优选基本上圆柱形形状的底部。柔性衬里705的熔合边缘758和760(在图7b的横截面中不可见)限定温度防护包装700的优选基本上圆柱形形状的侧壁。柔性衬里705的熔合边缘758和760(在图7b的横截面中不可见)与柔性衬里705的未熔合边缘756一起限定
开口742。因此，当接收具有优选形状的圆柱形产品718时，柔性衬里704和705以及因此pcm的口袋706和707可紧密地贴合圆柱形产品718，而几乎没有挠曲。
50.在各种实施方式中，可利用多个柔性衬里来限定温度防护包装的各种优选形状。例如，在形成温度防护包装之前基本上是矩形的五个柔性衬里可在边缘处熔合，以产生具有基本上是矩形棱柱优选形状和矩形开口的温度防护包装。在此实施方式中，温度防护包装可接收、紧密贴合以及任选地密封矩形棱柱产品，诸如图4c中的产品418。在各种实施方式中，与图4a至图7b中的温度防护包装类似的温度防护包装可具有对应于与图1a至图3c中的刚性容器类似的刚性容器的优选形状。例如，温度防护包装系统可包括与图4a至图7b中的温度防护包装类似的温度防护包装，接收图2a和图2b中的温度防护包装200。
51.因此，本技术公开了具有形状贴合的pcm的温度防护包装的各种实施方式。根据以上描述，很明显在不脱离本技术中描述的构思的范围的情况下，可使用各种技术来实现这些构思。此外，尽管已经具体参考某些实施方式描述了这些构思，但是本领域普通技术人员将认识到在不脱离这些构思的范围的情况下，可在形式和细节上作出改变。由此，所描述的实施方式在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。还应该理解，本技术不限于本文描述的具体实施方式，而是在不脱离本公开的范围的情况下，许多重新布置、修改和替换都是可能的。