醫用輸液器的空氣管爲什麼不外流液體，而豎直向下的管卻流？

　　一、靜脈輸液方式的演進

　　靜脈輸液系統現已發展至第三代。第一代的液體容器上部是完全開放的，直接與空氣接觸，有較大安全風險。第二代改爲液體容器上端封閉，通過進氣管平衡內處氣壓。第三代完全封閉，但液體容器改爲軟袋。

　　二、原理概述

　　要達到藥液向下流動的目的，靜脈針T1處必須滿足條件：液體受到向下的力必須大於受到向上的力，也就是（頂部氣體氣壓P1+上部液壓P2）>靜脈壓P3。

　　第一代輸液系統中，P1等於大氣壓；第二代輸液系統中，通過進氣管，也能確保P1近似於大氣壓；第三代輸液系統中，雖然容器上部不存在空氣，但因液體容器改爲軟袋，容器內液體通過袋壁同樣受到1個大氣壓。因P1相對固定，所以可通過改變P2，即調節容器高度，以達到藥液下流的目的。（參考圖2）

　　輸液器

　　問題來了，同樣是連接容器下部的兩條細管，爲什麼進氣管流通的是空氣而另一條卻是藥液？進氣管的空氣是如何進入容器的？

　　三、關於進氣管的那些事

　　（一）進氣管結構

　　進氣管的末端其實有一個很精妙的設計，中間的薄片允許空氣自由通過，但會在從內向外的液體壓力下堵塞出口，作用是允許空氣自由進出，卻能阻止液體通過（壓力過大時除外）。就是這樣一個設計，確保了第二代輸液系統的完美運行。（參考圖3）

　　輸液器

　　（二）物理流程（參考圖2）

　　第二代輸液系統在工作時，進氣管其實依次變換三種狀態：充滿藥液、藥液迴流、流通空氣。

　　1、充滿藥液階段

　　當輸液器尖端插入容器時，在P1和P2作用下，藥液會克服下方阻力，分別沿着進氣管和輸液管向下流動。因注射前輸液器開關通常關閉的，所以藥液會進入一部分輸液管和充滿進氣管。

　　2、藥液迴流階段

　　點T2處藥液受到向內的外界空氣壓P0和向外的P1+P4。輸液開關打開後，隨着藥液克服靜脈壓力進入患者身體，上部容器內的氣體因體積不斷增大而致P1逐漸減小。當P1+P4 3、流通空氣階段

　　當進氣管中的藥液迴流至T3處時，外界空氣在壓力差作用下進一步向容器內部方向運動，此時空氣遇到一個新的向外的阻力，即液體的表面張力。隨着空氣向內側運動，液麪被向內拉扯成半圓形、橢圓形，直至最後完全克服表面張力而變爲封閉的氣泡。氣泡的上下表面因液體高度差分別受到大小方向不同的兩個力，最終產生一個向上的合力，引導氣泡上移至頂部空氣區，P1隨之增大，完成一個循環。

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