专利名称：用于医疗回路的组件的制作方法用于医疗回路的组件优先权本申请要求2009年12月22日提交的标题为“Components for MedicalCircuits”的美国临时专利申请No. 61/289,089的优先权，其全部内容在此通过参考引入。本发明的公开内容一般地涉及用于医疗回路的组件，和特别地涉及提供增湿的气体和/或从患者中，例如在正压通气道(PAP)，呼吸器，麻醉机，通风设备和吹气系统中除去增湿的气体的医疗回路的组件。 相关现有技术的说明在医疗应用中，各种组件传输具有高含量相对湿度的气体出入患者。当高湿度气体与组件壁在较低温度下接触时，冷凝，或“冲落(rain out) ”可能是个问题。然而，冷凝依赖于许多因素，其中包括不仅组件上的温度曲线，而且气体流速，组件的几何形状和形成组件所使用的材料固有的“可呼吸性”(它是材料透过水蒸气，同时显著抗液体水的本体流动和气体本体流动的能力)。例如，PAP系统(在正压下，提供患者呼吸气体的通风系统)使用呼吸管道以供传输和除去吸入和呼出的气体。在这些应用中，和在其他呼吸应用，例如辅助呼吸中，患者吸入的气体通常在接近饱和的湿度下传输通过吸气管道。患者呼出的气体流经呼气的呼吸管道且通常完全饱和。在患者吸气过程中，在呼吸回路组件的内壁上可形成冷凝物，和在患者呼气过程中可形成显著的冷凝物水平。这种冷凝物当它紧密地接近患者时尤其是有害的。例如，在呼吸管道(或者吸气或者呼气)内移动冷凝物的形成可被患者呼吸或者吸入，并可导致咳嗽或其他不适。作为另一实例，吹气系统也可传输和除去增湿气体。在采用吹气的腹腔镜检查的外科手术过程中，可能期望吹入的气体(通常CO2)在流入到腹腔内之前增湿。这可防止患者内部器官“风干(drying out) ”，且可降低从外科手术中恢复所需的时间量。甚至当使用干燥的吹气气体时，气体可变得饱和，因为它从患者体腔内吸收湿气。气体内的湿气倾向于在排放管柱壁或吹气系统的管道上冷凝析出。水蒸气也可在吹气系统的其他组件，例如过滤器上冷凝。在过滤器上冷凝的任何蒸汽和来自湿气的沿着管柱(入口和出口)的径流是非常不理想的。例如，在壁上冷凝的水可饱和过滤器并引起它堵塞。这会潜在地引起反压增加并阻碍系统清除烟尘的能力。此外，在管柱内的液体水可进入到其他相连的设备内，这是不理想的。尝试通过掺入高度“可呼吸”的材料，亦即对水蒸气高度可渗透且对液体水和气体的总体流动基本上不可渗透的材料到管壁内，减少冷凝的副作用。然而，这要求极薄的膜壁，以便实现足够高到防止或减少冷凝的可呼吸性。结果，只有可接受的可呼吸性管道的壁厚如此薄，使得管道需要显著增强的措施。这些增强措施增加制造工艺的时间，成本和复杂度。因此，仍需要可呼吸、但结实的用于医疗回路以供传输增湿气体的组件。发明概述此处在各种实施方案中公开了形成可呼吸医疗回路组件，例如可呼吸吹气、麻醉或呼吸回路组件的材料与方法。这些可呼吸组件掺入可呼吸的发泡材料，所述发泡材料对水蒸气可渗透和对液体水与气体的总体流动基本上不可渗透。所公开的材料与方法可掺入到各种组件内，其中包括管道，Y-连接器，导管接合器，和患者接触界面(interfaces)。公开了与增湿气体一起使用的医疗回路组件。在至少一个实施方案中，组件可包括在其内限定空间的壁，和其中至少一部分所述壁是允许水蒸气透过，但基本上防止液体水透过而构造的可呼吸发泡材料。在各种实施方案中，前述组件具有一个，一些或所有的下述性能。可呼吸发泡材料的扩散系数可以是至少3x 10_7cm2/s。壁的厚度可以是0. lmm-3. 0mm。可呼吸发泡材料可包括聚合物的共混物。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的热塑性弹性体。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体。可呼吸发泡材料可以足够坚硬， 以便发泡材料可绕直径25mm的金属圆柱体弯曲且没有纽结(kinking)或坍塌，这根据ISO5367:2000 (E)在弯曲情况下流动阻力增加的测试来定义。组件的可渗透性P (g-mm/m2/天)可以是至少60g-mm/m2/天，当根据ASTM E96的程序A测量时(使用在23°C的温度和90%的相对湿度下的干燥方法)。组件的弹性模量可以是30-1000MPa。可渗透性P满足下式P>exp{0. 019 [In (M)J2-O. 7In (M) +6. 5}其中M代表发泡聚合物的弹性模量(MPa)和M介于30_1000MPa。另外,在各种实施方案中,根据任何一个或所有前述实施方案的组件具有一个,一些或所有下述性能。发泡材料可包括孔隙，发泡材料的孔隙分数可大于25%。发泡材料的平均孔隙尺寸在横向上可以小于30%的壁厚。发泡材料可包括沿着壁的纵轴变扁的孔隙。至少80%孔隙的纵向长度与横向高度的纵横比可以大于2:1。至少10%的孔隙可以互连。在一些实施方案中，根据任何一个或所有前述实施方案的组件可形成管道壁或面具(mask)壁。若泡沫材料形成管道壁，则管道可以是例如，挤出管道，波纹管道，或挤出、波纹管道。任何这些前述管道可以是在吹气系统中使用的管道。在至少一些实施方案中，组件可包括限定空间的壁，其中至少一部分壁是对水蒸气可渗透和对液体水基本上不可渗透的泡沫材料，其中根据ASTM E96的程序A测量的泡沫材料的可渗透性P (使用在23°C的温度和90%的相对湿度下的干燥方法)(单位g-mm/m2/天)为至少60g-mm/m2/天且满足下式P>exp{0. 019 [In (M)J2-O. 7In (M) +6. 5}其中M代表发泡材料的弹性模量(MPa)且M介于30_1000MPa。在各种实施方案中，前述组件具有一个，一些或所有下述性能。P可以是至少70g-mm/m2/天。M可以是30_800MPa。壁厚可以是0. lmm_3. 0mm。发泡材料的孔隙分数可以大于25%。发泡材料可具有孔隙。发泡材料的平均孔隙尺寸在横向上可以小于30%的壁厚。至少一些孔隙可沿着壁的纵轴变扁。至少80%孔隙的纵向长度与横向高度的纵横比可以大于2: I。至少10%的孔隙可以互连。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的热塑性弹性体。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体。在一些实施方案中，根据任何或所有前述实施方案的组件可形成管道的壁或者患者面具的壁。若发泡材料形成管道的壁，则管道可以是例如挤出管道，波纹管道，或挤出、波纹管道。任何这些前述管道可以是在吹气系统中使用的管道。还公开了制造医疗回路组件的方法。在至少一些实施方案中，该方法包括混合发泡剂母料(一种载体聚合物和活性发泡剂的混合物)到聚合物基体材料内，且形成液化的混合物，允许发泡剂部分释放气泡到液化混合物的基础材料部分内，和捕获(arresting)释放的气泡，并加工混合物，形成水蒸气可渗透的组件。在各种实施方案中，前述方法具有一个，一些或所有下述性能。可选择发泡剂和/或聚合物基础材料并可加工混合物，形成含固体聚合物和在整个固体聚合物当中分配的孔隙的水蒸气可渗透的组件。组件的可渗透性P(单位g-mm/m2/天)可以是至少60g-mm/m2/天或至少70g-mm/m2/天，这根据ASTM E96的程序A测量(使用在23°C的温度和90%的相对湿度下的干燥方法)。组件的弹性模量可以是30-1000MPa。可渗透性P满足下式 P>exp{0. 019 [In (M)J2-O. 7In (M) +6. 5}其中M代表发泡聚合物的弹性模量(MPa)和M介于30_1000MPa，或者介于30-800MPa。壁厚可以是 0. lmm-3. 0mm。另外，在各种实施方案中，根据任何或所有前述实施方案的方法具有一个，一些或所有下述性能。发泡材料可包括孔隙。发泡材料的孔隙分数可以大于25%。平均孔隙尺寸在横向上可以小于30%的壁厚。发泡材料可包括沿着壁的纵轴变扁的孔隙。至少80%孔隙的纵向长度与横向高度的纵横比可以大于2:1。至少10%的孔隙可以互连。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的热塑性弹性体。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体。在一些实施方案中，根据任何或所有前述实施方案的方法可包括将水蒸气可渗透的组分形成为管道，或者将水蒸气可渗透组分形成为面具。若该方法包括将组分形成为管道，则加工混合物的作用可包括挤出混合物成管道形状。加工混合物也可包括在管道形状的表面上共挤出多个增强肋条。肋条可以布局在管道形状的内表面上，或者管道形状的外表面上，或者管道形状的内和外表面上。特别地，肋条可在管道形状的四周周围布局，例如在管道形状的内表面周围圆周排列。肋条通常可以沿着管道形状的长度纵向校准。加工混合物也可包括对挤出的管道形状压制波纹。若对挤出的管道形状压制波纹，则管道形状可包括肋条或可省去肋条。还公开了传输增湿气体出入患者的管道。在至少一个实施方案中，管道包括入口和出口，以及挤出、波纹、泡沫-聚合物导管，它对水蒸气可渗透且对液体水和气体的总体流动基本上不可渗透，其中发泡-聚合物导管被构造为能使增湿气体在导管密闭的空间内从入口流动到出口。管道可进一步包括多个增强肋条。肋条可在管道形状的内表面上，或者在管道形状的外表面上，或者在管道形状的内和外表面上布局。特别地，肋条可以在管道形状的周边布局，例如在管道形状的内表面周围处四周布局。肋条通常可沿着入口和出口之间的管道形状的长度纵向成行。在各种实施方案中，有或无以上所述肋条的下述管道具有一个，一些或所有下述性能。发泡-聚合物导管可包括固体热塑性弹性体材料和在整个固体材料当中分配的泡孔孔隙。发泡-聚合物导管可具有与密闭空间相邻的内表面；和与内表面相邻的内部体积(其中至少一些泡孔孔隙与其他泡孔孔隙相连，于是形成促进水蒸气经导管移动的开孔路径)。至少10%或至少20%泡孔孔隙可与其他泡孔孔隙相连。内部体积的孔隙分数可以大于25%。平均孔隙尺寸在横向上可以小于30%的壁厚或者小于10%的壁厚。至少一些孔隙可沿着导管的纵轴变扁。平坦可表示为纵向长度与横向高度的纵横比大于2:1或大于3: I。至少的80%孔隙可以变扁。另外,在各种实施方案中,根据任何或所有前述实施方案的管具有一个,一些或所有的下述性能。发泡-聚合物导管的壁厚可以是0. lmm-3. 0mm。组件的可渗透性P (g_mm/m2/天)可以是至少60g-mm/m2/天，这根据ASTM E96的程序A测量(使用在23°C的温度和90%的相对湿度下的干燥方法)。组件的弹性模量可以是30-1000MPa。P可满足下式P>exp{0. 019 [In (M)J2-O. 7In (M) +6. 5}其中M代表发泡聚合物的弹性模量(MPa)和M介于30_1000MPa。发泡聚合物导管可以足够坚硬，使得发泡的聚合物导管可绕直径25mm的金属圆柱体弯曲且没有纽结或坍塌，这根据I SO 5367:2000 (E)在弯曲情况下测定流动阻力增加来定义。 在至少一些实施方案中，管道包括入口和出口以及对水蒸气可渗透但对液体水与气体的总体流动不可渗透的发泡聚合物导管，以便发泡聚合物导管能在被导管密闭的空间内使增湿气体从入口流动到出口，其中发泡聚合物导管包括固体热塑性弹性体材料和在固体材料当中分布的泡孔孔隙。发泡聚合物导管可具有与密闭空间相邻的内表面；和与内表面相邻的内部体积。在内部体积内的至少一些泡孔孔隙可与其他泡孔孔隙相连，从而形成促进水蒸气经导管移动的开孔路径。在各种实施方案中，前述管道具有一个，一些或所有下述性能。发泡聚合物导管的扩散系数大于3X10_7cm2/s。可挤塑该导管，可使导管起波状。该管道可进一步包括多个增强肋条。可在管道形状的内表面上，或者在管道形状的外表面上，或者在管道形状的内与外表面上排列肋条。特别地，可围绕管道形状的四周排列肋条，例如围绕管道形状的内表面四周排列。可通常沿着管道形状的长度在入口和出口之间纵向排列肋条。该管道可包括加热管线。该管线通常可沿着发泡聚合物导管的长度在入口和出口之间纵向成行。另外，在各种实施方案中，根据任何一个或所有前述实施方案的管道具有一个，一些或所有的下述性能。在内部体积内的至少10%或至少20%的泡孔孔隙与其他泡孔孔隙相连。内部体积的孔隙分数可以大于25%。可沿着导管的纵轴使至少一些孔隙变扁。变扁可表达为纵向长度与横向高度的纵横比大于2:1，或者大于3:1。至少80%的孔隙可变扁。内部体积在横向上的平均孔隙大小可以小于发泡聚合物导管壁厚的30%或者小于10%。发泡聚合物导管的壁厚可以是0. lmm-3. 0mm。管道的可渗透性P(g-mm/m2/天)可以是至少60g-mm/m2/天，这根据ASTM E96的程序A测量(使用在23°C的温度和90%的相对湿度下的干燥方法)。管道的弹性模量可以是30-1000MPa。P可满足下式P>exp{0. 019 [In (M)J2-O. 7In (M) +6. 5}其中M代表发泡聚合物的弹性模量(MPa)。发泡聚合物的导管可进一步具有与内部体积相邻的外部表层，其中泡孔孔隙是闭孔。表层厚度可以是壁厚的5-10%，例如10-50微米。还公开了传输增湿气体出入患者的管道的制造方法。在至少一些实施方案中，该方法包括混合发泡剂到基础材料内，形成挤出物，该基础材料包括一种或多种热塑性弹性体；使用挤出机，施加压力到挤出物上，形成中空管道；传输中空管道到波纹压制机(corrugator)模具上，允许中空管道在波纹压制机模具内冷却；和从波纹压制机中取出冷却的中空管道，从而形成水蒸气可渗透的波纹管道。在各种实施方案中，前述方法具有一个，一些或所有下述性能。管道的壁厚可以是0. lmm-3. 0_。波纹管道可包括固体热塑性弹性体和通过发泡剂释放的气泡形成的孔隙。横向上最大孔隙大小的直径可以小于最小壁厚的1/3。波纹管道的孔隙分数可以大于25%。基础材料的扩散系数可以大于0. 75x10 7cm2/s 基础材料的拉伸膜量可以大于15MPa。还公开了传输增湿气体出入患者的方法。在至少一些实施方案中，该方法包括提供含由可呼吸的发泡材料形成的壁的医疗回路组件，连接医疗回路组件到患者上，和借助医疗回路组件传输增湿气体，其中医疗回路组件允许水蒸气流经组件壁，但基本上防止液体水和气体的总体流动透过组件壁。在各种实施方案中，前述方法具有一个，一些或所有下述性能。可呼吸发泡材料的扩散系数可以是至少3x 10-7cm2/so壁厚可以是0. lmm-3. 0mm。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的热塑性弹性体。特别地，可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体。可呼吸发泡材料可以足够坚硬，以便发泡材料可绕直径25_的圆柱体 弯曲且没有纽结或坍塌，这根据ISO 5367:2000 (E)在弯曲情况下测定流动阻力增加来定义。组件的可渗透性P(g-mm/m2/天)可以是至少60g-mm/m2/天,当根据ASTM E96的程序A测量时(使用在23°C的温度和90%的相对湿度下的干燥方法)。组件的弹性模量可以是30-1OOOMPa。可渗透性P满足下式P>exp{0. 019 [In (M)J2-O. 7In (M) +6. 5}其中M代表发泡聚合物的弹性模量(MPa)和M介于30_1000MPa。另外,在各种实施方案中,根据任何一个或所有前述实施方案的方法具有一个,一些或所有下述性能。发泡材料可包括孔隙。至少10%的孔隙可以互连。发泡材料的孔隙分数可以大于25%。发泡材料的平均孔隙尺寸在横向上可以小于30%的壁厚。至少一些孔隙可沿着组件的纵轴变扁。至少一些孔隙可沿着组件的纵轴变扁。变扁可表达为纵向长度与横向高度的纵横比大于2:1或大于3: I。至少80%的孔隙可变扁。在一些实施方案中，借助医疗回路组件传输增湿气体包括将增湿气体传输经过含可呼吸发泡材料的管道，或者将增湿气体借助含可呼吸发泡材料的面具传输，或者将增湿气体借助含可呼吸的发泡材料的吹气管道传输。本发明包括所有前述实施方案且还考虑下述实施例的结构(constructions)。附图简述现在参考附图，描述实施所公开体系和方法的各种特征的实施方案。提供附图和所附说明，阐述实施方案，但不限制本发明的范围。图I是惨入可呼吸组件的医疗回路的不意图。图2A是对于在医疗回路中的组件所使用的数种事先已知的可呼吸材料来说，可渗透性VS杨氏模量的log/log图；图2B是对于事先已知的材料来说，和对于根据本发明讨论的实施方案的可呼吸发泡聚合物材料来说，可渗透性VS杨氏模量的log/log图。图3是在根据本发明讨论的实施方案的可呼吸发泡聚合物材料中，相对扩散率vs孔隙分数的图。图4A-4D是例举的发泡、波纹管道的显微图；图4E和4F是另一例举的发泡、波纹管道的显微图；图46和4H是例举的发泡、挤塑长条的显微图；图41和4J是另一例举的发泡、挤塑长条的显微图；图41(是非发泡的、由聚合物混合物形成的挤塑长条的显微图；图礼和4M是由聚合物共混物形成的发泡的挤塑长条的显微图；和图4N和40是非发泡的挤塑聚合物长条的显微图。图5是掺入可呼吸的发泡聚合物材料的医疗回路用组件的示意图。图6A是掺入可呼吸的发泡聚合物材料的管状组件的侧面平面视图；和图6B是图6A的管道组件的截面视图。图7A是掺入一体的增强肋条的管状组件的正面透视图，该组件部分起波状；图7B是完全起波状的管状组件的正面透视图。图8A是掺入肋条的波纹、管状组件的替代结构的正面透视照片；图8B是图8A的管状组件的正面剖视照片；和图8C是适合于形成图8A和SB的管状组件的波纹压制机块(block)。 图9是根据至少一个实施方案的呼吸回路的示意图。

图10是根据至少一个实施方案的含共轴管道的组件的示意图。图IlA是根据至少一个实施方案的面具-型患者接触界面的侧面平面视图；和图IlB是图IlA的患者接触界面的正面剖视图。图12是根据至少一个实施方案的穿戴护鼻套管类型(nasal-cannula-type)的患者接触界面的患者的正面剖视图。图13是根据至少一个实施方案的导管接合器的示意图。图14是根据至少一个实施方案的含入口和排气支管(limb)的增湿吹气系统的示意图。图15是根据至少一个实施方案的制造组件的方法的示意图。图16A和16B是显不具有外部表层的挤塑发泡聚合物的显微图。图17是显示根据至少一个实施方案的制造组件的方法的流程图。图18是具有恒定扩散率的理想吸附/解吸曲线的图表。图19是代表性实验解吸曲线的图表。图20是实验vs计算的解吸曲线的图表。在全部附图当中，再次使用参考数字表示被提到(或类似)元件之间的类似性。另夕卜，每一参考数字的第一个数字表示其中该元件首次出现时的附图。详细说明下述详细说明公开了形成可呼吸医疗回路组件，例如可呼吸的吹气、麻醉或呼吸回路组件的新材料与方法。如上所述，这些可呼吸组件对水蒸气可渗透但对液体水和气体的总体流动基本上不可渗透。所公开的材料与方法可引入到各种组件内，其中包括在各种医疗回路内的管道(例如，吸气的呼吸管道和呼气的呼吸管道和在呼吸回路的各种元件，例如通风设备，增湿器，过滤器，水捕获器，样本管线，连接器，和气体分析仪等之间的其他管道系统)，Y-连接器，导管接合器，和患者接触界面(例如，覆盖鼻子和脸部的面具，鼻罩，套管，鼻枕等)。医疗回路是广义的术语，且对于本领域的技术人员来说，以它的本领域普通和常规含义给出(亦即，不打算将其限制到特别或专门的含义上)。因此，医疗回路是指包括开放回路，例如一些CPAP系统，它可包括在通风设备/鼓风机和患者接触界面之间的单一的吸气呼吸管道，以及密闭回路。含可呼吸组件的呼吸回路
为了更加详细的理解的本发明公开内容，首先参考图1，它示出了根据至少一个实施方案的呼吸回路，所述呼吸回路包括一个或多个可呼吸组件。这一呼吸系统可以是连续，可变，或者分两级(bi-level)的正压通气道(PAP)系统或其他形式的呼吸治疗。在例举的呼吸回路中，患者101借助可呼吸的呼吸管道103接受增湿气体。管道是广义术语且对于本领域的技术人员来说，以它的普通和常规含义给出(亦即，不打算将其限制到特别或专门的含义上)，并且没有限制地包括非圆柱形通路。吸气管道是被构造为传输增湿呼吸气体给患者的管道。以下更加详细地公开了可呼吸管道。如下所述，可在图I的回路中传输增湿气体。干燥气体从通风设备/鼓风机105流动到使干燥气体增湿的增湿器107。增湿器107与吸气管道103的入口 109 (接受增湿气 体的末端)经由端口 111相连，从而供应增湿气体到吸气管道103中。气体流经吸气管道103到达出口 113 (排出增湿气体的末端)，然后经与出口 113相连的患者接触界面115到达患者101。呼气管道117还与患者接触界面115相连。呼气管道是被构造为使呼出的增湿气体移动远离患者的管道。此处，呼气管道117将呼出的增湿气体从患者接触界面115返回到通风设备/鼓风机105中。在这一实例中，干燥气体经通风孔119进入到通风设备/鼓风机105内。电扇121可通过吸引空气或其他气体经过通风孔，改进气体流入到通风设备/鼓风机内。电扇121还可例如是变速风扇，其中电子控制器123控制电扇速度。特别地，可通过对来自主控制器(master controller) 125的输入响应的电子主控制器125,和用户设定的压力或风扇速度的预定的所要求的数值(预定值)，经由刻度盘127控制电子控制器123的功能.增湿器107包括含有一定体积水130或其他合适的增湿液体的增湿腔室129。优选地，增湿腔室129可在使用之后从增湿器107中取下。可移动性允许增湿腔室129更加容易灭菌或处置。然而，增湿器107中的增湿腔室129部分可以是整体结构。增湿腔室129的主体可由非传导的玻璃或塑料材料形成。但增湿腔室129也可包括传导组件，例如增湿腔室129可包括在增湿器107上接触加热板131或者与之关联的高度导热的基础材料(例如，铝基础材料)。增湿器107也可包括电子控制器。在这一实例中，增湿器107包括电子，模拟或数字主控制器125。优选地，主控制器125是执行在相关存储器内储存的计算机软件命令的微处理器基控制器。作为例如对经由刻度盘133，用户设定的湿度或温度值的输入，和其他输入的应答，主控制器125测定何时(或者到何种程度)给予加热板131电压，以加热在增湿腔室129内的水130。可引入任何合适的患者接触界面115。患者接触界面是一个广义的术语，且对于本领域的技术人员来说，以它的普通和常规含义给出(亦即，不打算将其限制到特别或专门的含义上)，并且没有限制地包括面具(例如，脸部面具和鼻罩)，套管和鼻枕。患者接触界面通常定义在使用中，接受温热的潮湿呼吸气体时的气体空间，因此具有冲落(rain out)的风险。由于患者接触界面115与患者101紧密相邻，因此这是非常不理想的。为了解决冲落的风险，温度探针135可与患者接触界面115处附近的吸气管道103相连，或者与患者接触界面115相连。温度探针135监控患者接触界面115附近或其上的温度。可使用与温度探针连通的加热管线(未示出)，调节患者接触界面115和/或吸气管道103内的温度，以提高吸气管道103和/或患者接触界面115内的温度高于饱和温度。除了(或者作为替代方案)温度探针和加热管线以外，患者接触界面115也可包括可呼吸的接触面，正如以下相对于图11A，IlB和12更加详细地描述的。在图I中，呼出的增湿气体从患者接触界面115经由呼气管道117返回到通风设备/鼓风机105中。呼气管道117优选包括如下所述的可呼吸的发泡材料。然而，呼气管道117也可以是本领域事先已知的医疗管道。在任何一种情况下，呼气管道117可具有以上相对于吸气管道103所述的温度探针和/加热管线，与之一体化，以降低冲落的风险。此夕卜，呼气管道117不需要将呼出的气体返回到通风设备/鼓风机105中。或者，呼出的增湿气体可直接流动到周围环境中或者流动到其他附属设备，例如空气涤气器/过滤器(未示出)中。在一些实施方案中，一起省去呼气管道。

形成可呼吸组件用发泡聚合物如上相对于图I所述，医疗回路，例如呼吸回路可利用可呼吸组件，例如管道或患者接触界面。所需的可呼吸性防止在这些组件中冲落。材料可呼吸性的一种措施是可渗透性(用g-mm/m2/天表达)。可呼吸性的另一措施是水在材料内的扩散率(扩散系数，以cm2/sec测量)。在类似的试验条件下，例如在类似的温度下，给定材料的可渗透性和扩散率直接彼此成正比。已知可呼吸的热塑性弹性体材料(根据IS018064:2003 (E的TPE，在此通过参考全文引入)尤其适合于形成这些可呼吸组件。然而，这些已知材料易坏(flimsy)且要求显著增强，以使得它们可用。发现可通过发泡聚合物材料，其中包括事先已知的可呼吸聚合物，当它们形成到组件内时，出人意料地改进可呼吸性与强度之间的关系。通过掺入高度可呼吸的发泡材料，可制造兼有高弯曲劲度和高的可呼吸性的组件。类似地，由本发明所述的发泡材料形成的组件也可具有相对高的抗粉碎性和抗弯曲(buckling)。结果，在没有额外增强的情况下，可制造具有充足“本体(bulk) ”性能(例如，厚度，材料，材料共混，弹性模量，可呼吸性，和/或本体劲度)的管道，以满足IS05367:2000 (E)标准的要求(亦即，增加流动阻力的试验)，且还具有随后更加详细地定义的充足的可呼吸性。ISO 5367:2000 (E)在此通过参考全文引Ao例如，已发现，可呼吸的热塑性弹性体(TPE)材料，例如ARNITEL VT 3108尤其适合于发泡和形成本发明各种实施方案的组件。对于这一材料来说，可通过形成该材料，当将它形成为产品或组件时，显著地改进可呼吸性与强度之间的关系。因此，一些实施方案包括实现形成可呼吸组件可使用的特定发泡聚合物，以便与事先已知的可呼吸材料相比，该组件具有得到显著改进的结合的杨氏模量(劲度)和可渗透性(可呼吸性)性能。此处作为例举的实例，公开了这些新的发泡聚合物和形成发泡聚合物的技术与掺入这种发泡聚合物的医疗回路组件。由于它们具有高的可渗透性，因此，这些发泡聚合物允许水蒸气快速地扩散通过它们。通过将水蒸气从组件内的增湿气体传输到周围的环境空气中或者在组件另一侧上的其他干燥器气体中，这会减少在组件内的冷凝物累积。然而，由这些发泡聚合物形成的组件还是坚硬、自支持、抗粉碎或半硬质的，且甚至可以不要求额外的增强。发泡聚合物可用于形成医疗回路组件，这是因为发泡聚合物允许从气体中透过水蒸气，但防止透过液体水。它们还对气体的总体流动基本上不可渗透，使得它们可用于形成传输增湿气体的组件。一般地，根据至少一个实施方案的发泡聚合物是可呼吸的发泡热塑性聚合物。优选地，可呼吸的热塑性聚合物是发泡的热塑性弹性体(或根据ISO 18064:2003 (E)定义的tpe)，例如(I)共聚酯热塑性弹性体(例如ARNITEL ,它是具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体，或者根据ISO 18064:2003 (E)定义的其他TPC或TPC-ET材料)，或(2)聚醚嵌段酰胺(例如PEBAX ,它是具有聚醚软链段的聚酰胺热塑性弹性体，或者根据ISO 18064:2003 (E)定义的其他TPA-ET材料)，或者(3)热塑性聚氨酯(根据ISO18064:2003 (E)定义的TPU材料)，或者⑷发泡聚合物共混物，例如TPE/聚对苯二甲酸丁二酯(PBT,例如，DURANM 500FP)共混物。若可呼吸的热塑性聚合物是发泡的TPE/PBT共混物，则该共混物优选包括以重量计，80%-99% (或约80%-99%) TPE，和以重量计，20%-1%(或约 20%-1%)重量的 PBT。在任何一个上述实施方案中，发泡材料的孔隙分数可以大于25%(或约25%),例如25-60%(或约25-60%)，或30-50%(或约30-50%)。在至少一些实施方案中，上述发泡材料中不大于5%(或约5%)的孔隙的直径超过500 u m。 图2A示出了对于本领域事先已知的可呼吸材料来说，可渗透性vs杨氏模量的文献值的log/log图。该数值在模量和可渗透性这两个方面在六个数量级内变化。图2B针对根据此处公开的各种实施方案，标记为#1_#4和#6的例举的发泡聚合物的实例，增加了图2A的数据点。发现，对于所有事先已知的材料来说，结合的可渗透性和模量没有超过线201，所述线201代表下式In(P) =0. 019(ln(M))2-0. 7In (M) +6. 5其中P代表根据ASTM E96程序A (在23 °C的温度和90%的相对湿度下的干燥方法)测量的材料的可渗透性(g* mm/m2/天)，和M代表材料的杨氏模量(MPa)。ASTM E96在此通过参考全文引入。在图2B中，对于用点#1_#4，#6，和#8表示的发泡聚合物材料来说，可渗透性P满足下式P>exp{0. 019 [In (M)J2-O. 7In (M) +6. 5}因此，这些发泡聚合物具有事先未知的结合的可呼吸性和劲度的水平。可选择发泡聚合物的可渗透性和模量，在掺入发泡聚合物的组件内提供改进的劲度和/或可呼吸性。优选地，该材料应当足够坚硬，不容易粉碎或者纽结，或者随压力改变体积。例如，可呼吸的发泡聚合物应当足够坚硬，以便该发泡聚合物可绕直径25_的金属圆柱体弯曲且没有纽结或坍塌，这根据I SO 5367:2000(E)在弯曲情况下流动阻力增加的试验来定义。因此，在至少一些实施方案中模量M大于30MPa(或约30MPa)。在图2B中，以线203形式表示线M=30MPa。然而，可期望限制组件的劲度，以使得该组件比较容易处理或者改进患者的舒适度。因此，在一些实施方案中，模量M可限制到小于IOOOMPa(或约IOOOMPa)。以线205形式表示线M=1000MPa。也可期望限制模量M到小于800MPa(或约800MPa)，或小于 500MPa (或约 500MPa)。另外，可期望选择可呼吸性足够高，以防止在各种普通使用和医疗组件中冷凝。发现，发泡聚合物的扩散率是孔隙体积分数的函数。这阐述于表I中，表I概述了在每一相对湿度(RH)下，固体ARNITEL VT 3108(D0)在特定的孔隙分数(D)下的扩散率除以在相同RH下的扩散率之比。图3示出了表I中的数据图。表I相对扩散率值D/D0


公开了可呼吸的医疗回路组件和形成这些组件的材料与方法。这些组件掺入了可呼吸的发泡材料，所述发泡材料对水蒸气可渗透但对液体水和气体的总体流动基本上不可渗透。所公开的材料与方法可掺入到各种组件内，其中包括管道，Y-连接器，导管接合器，和患者接触界面，且适合于在各种医疗回路，其中包括充气，麻醉和呼吸回路中使用。