ПОГРУЖНОЙ КРИОАППЛИКАТОР

Полезная модель относится к медицинской технике, в частности, к хирургическим криоаппликаторам, применяемым для локального воздействия на ткани, и может быть использовано в хирургии, отоларингологии, дерматологии, онкологии, гинекологии, стоматологии, а также в других областях медицины.
Известен медицинский криоаппликатор, описанный в патенте РФ №2080096, (опубл. 27.05.97, бюлл. №15), содержащий корпус из теплоизоляционного материала, внутри которого находится заполненный хладагентом сосуд и сообщающаяся с ним канюля, на нижнем торце которой установлена заглушка со съемной насадкой и расположенным внутри полости канюли наконечником, при этом наконечник имеет капиллярно-пористое покрытие, помогающее подводить охлаждающую жидкость к патологическим тканям и отводить образующийся пар. Однако, присутствие многих деталей, через которые передается холод от хладагента к патологической ткани, приводит к понижению холодопроизводительности прибора, повышению температуры наконечника и контактирующего с ним участка ткани. Наличие корпуса, внутри которого находится сосуд для хранения жидкого азота, заметно увеличивает габаритные размеры прибора, что бывает неудобно при применении его для локального замораживания труднодоступных участков организма.
Другой криогенный аппликатор, описанный в авторском свидетельстве №1616628, А61В 17/36 (бюлл. №48, 1990 г.), содержит цилиндрический рабочий наконечник с контактной поверхностью и закрепленным на его торце деформируемым держателем, при этом рабочий наконечник выполнен из пористого проницаемого никелида титана, держатель из пластичного никелида титана. Жидкий азот, в котором охлаждается аппликатор, хранится в отдельном сосуде.
Такой криоаппликатор (Патент РФ №2221515, А61В 18/02, опубл. 20.01.2004), в виде закрепленного на держателе из пластичного никелида титана контактного наконечника с коэффициентом пористости 30-70%, имеющем направитель в виде жесткой трубки, плавно изогнутой на угол 80-100 град., был использован в устройстве для хирургического лечения стеноза трахеи, при этом торцы контактного наконечника были сферически сглажены, а на его боковой поверхности имелся слой с пористостью 3-5% и шероховатостью не менее 2,5, что препятствовало прилипанию поверхности наконечника к внутренней поверхности трахеи.
К недостаткам подобных специализированных аппликаторов следует отнести сложность изготовления пластичных наконечников из пористого никелида титана с эффектом памяти и трудность поддержания прибора в рабочем состоянии между операциями, и тем более стерилизации рабочего наконечника: при отогреве мелкопористого наконечника в его объем конденсируются и накапливаются влага и другие легколетучие примеси из окружающей атмосферы, которые забивают поры, т.е снижают полезную холодопроизводительность прибора, а с ними в объем могут попадать и накапливаться и болезнетворные бактерии; стерилизация выдержкой в дезинфицирующем растворе или его паре здесь неэффективна, так что для удаления поглощенных жидкостей и бактерий аппликатор необходимо периодически стерилизовать при высоких температурах, желательно под откачкой, чтобы удалять пары накапливающихся в порах жидкостей.
Общие черты описываемых выше устройств и предлагаемого нами прибора - наличие охлаждаемого до азотных температур активного рабочего наконечника, непосредственно соприкасающегося при проведении операции с подлежащим криодеструкции участком ткани.
Основные различия: в отличие от первого из указанных выше аналогов в предлагаемом нами аппликаторе, сосуд (контейнер) с жидким азотом отделен от самого прибора, что позволяет для хранения жидкого азота, который необходим для охлаждения активного наконечника, использовать выпускаемые промышленностью серийно экономичные и дешевые металлические термосы. Это существенно упрощает конструкцию, прибор становится более легким и удобным в работе, и снижает себестоимость криоаппликатора. В отличие от аппликаторов второго типа в предлагаемом нами приборе активный наконечник изготовлен из массивной монолитной заготовки металла, обладающего высокой теплопроводностью (меди, например) и покрыт сверху тонким защитным слоем (слоем никеля, например), что устраняет отмеченные выше недостатки наконечников из пористого материала.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в существенном упрощении конструкции прибора, повышении надежности и удобства работы с прибором, а также в расширении области его применения.
Для достижения указанного технического результата рабочий наконечник с контактной поверхностью, изготовлен из стандартной цилиндрической заготовки из электролитической меди, имеет форму вытянутого цилиндра, покрытого сверху тонким защитным слоем никеля и держатель представляет собой длинный металлический стержень, заканчивающийся рукояткой из материала с низкой теплопроводностью. Свободный торец рабочего наконечника служит контактной площадкой и при проведении операции плотно прижимается к подлежащему криодеструкции участку биологической ткани. Вследствие изменения материала рабочего наконечника становится существенно проще процедура стерилизации прибора и подготовки его к последующим операциям.
Фиг.1:
1 - Стержень, 2 - Рабочий наконечник, 3 - Контактная площадка, 4 - Рукоятка Конструкция погружного аппликатора показана схематически на Фиг.1. Медный цилиндрический рабочий наконечник 2, на свободном торце которого находится контактная площадка 3, крепится на длинном стержне 1 из нержавеющей стали, снабженном рукояткой 4, изготовленной из теплоизолирующего материала, например, эбонита или тефлона. При погружении наконечника 2 в сосуд с жидким азотом (не показан на рисунке), рукоятка остается теплой. Для предохранения поверхности металлического наконечника от окисления во влажной атмосфере медный рабочий наконечник покрывают тонким слоем никеля. В зависимости от площади участка, подлежащего локальной криодеструкции, диаметр контактной площадки может варьироваться от 3 до 20 мм, при этом диаметр цилиндра активного наконечника изменяется от 10 до 20 мм, а длина цилиндра составляет 40-50 мм. Соотношение диаметров контактной площадки и цилиндра, длина цилиндра определяются из условий удобства работы и размеров области, подлежащей деструкции. Длина стержня 1 составляет 180-200 мм, диаметр 3-4 мм, в зависимости от диаметра активного наконечника, длина ручки 4-50 мм.
Погружной криоаппликатор работает следующим образом. Рабочий наконечник аппликатора погружают в сосуд с жидким азотом на 10-15 минут, что вполне достаточно для охлаждения наконечника до температуры жидкого азота (Т=-196ºС). Затем его извлекают из контейнера и прижимают к участку патологической ткани, подлежащему деструкции.
Фиг.2:
1 - отогрев на воздухе; 2 - контактная площадка погружена в желатиновый гель; 3 - контактная площадка погружена в воду,
Как показывают приводимые на Фиг.2 результаты модельных испытаний, при погружении охлажденного рабочего наконечника в желатиновый гель, наиболее близко моделирующий тепловые процессы, происходящие в объеме замораживаемой ткани (кривая 2), измеряемая термопарой температура на границе раздела контактная площадка - «ледяной шарик», который образуется в геле и растет от поверхности холодного наконечника в объем геля, повышается от минус 150ºС до минус 20ºС за 10 минут при типичных значениях времени аппликации при локальной криодеструкции опухолей 3-5 минут. Т.е. данный аппликатор можно использовать для замораживания и деструкции участков ткани, характерные размеры которых равны или менее диаметра контактной площадки активного наконечника. В данном примере диаметр наконечника составлял 18 мм, высота цилиндра 50 мм. Даже при погружении контактной площадки охлажденного аппликатора в сосуд с водой (кривая 1), где теплоподвод к активному наконечнику во много раз выше, чем в геле, вследствие возникновения сильной конвекции в сосуде с водой температура на границе между «ледяным шариком», имитирующим область замороженной ткани, и контактной площадкой повышается до минус 20ºС только через 3 минуты после соприкосновения активного наконечника с модельной средой, что подтверждает возможность применения погружного криоаппликатора для деструкции патологических образований, расположенных на поверхности тела пациента или вблизи поверхности. Кривая 3 демонстрирует скорость отогрева охлажденного аппликатора на воздухе.
В заполненный жидким азотом металлический термос объемом 300-500 мл, который выпускается промышленностью большими сериями, одновременно можно погрузить несколько аппликаторов разных размеров, что позволяет при необходимости применять поочередно аппликаторы разных размеров или, например, проводить повторные замораживания. Следует отметить и другое существенное достоинство описываемых погружных криоаппликаторов - легкость и простота стерилизации прибора, что бывает особенно важно при проведении сложных хирургических операций.