УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ ТРАНСПЛАНТАТОВ ИЗ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ

Устройство для лазерной резки трансплантатов из биологических тканей.
Полезная модель относится к лазерному технологическому оборудованию, конкретно к устройству для лазерной резки биологических тканей при серийном изготовлении различных видов трансплантатов, используемых в медицине.
Известно устройство для вырезания при помощи лазерного луча листового материала путем прямого копирования (Заявка Франция № 2630362, МКИВ 23 К 26/00, публ. 27.10.89 г.), содержащее неподвижный стол с плитой для резки, каретку-суппорт для перемещения в двух направлениях, лазер, режущую головку с оптическими средствами для фокусирования и направления лазерного луча в заданную точку материала и устройство управления перемещением каретки и подвижного узла. Лазер размещен на подвижном узле, несущем на одном конце режущую головку, а на другом конце - головку для слежения за шаблоном. Стол разделен на зону резки, в которой раскладывают листовой материал и эталонную зону, в которой размещают шаблоны. При отслеживании контура шаблона режущая головка перемещается и разрезает материал путем прямого копирования формы шаблона.
Педостатком устройства является невозможность разметки непосредственно на заготовке. Так как биологические ткани имеют различную форму, размеры и неоднородную структуру, то в них всегда присутствуют участки, непригодные для изготовления трансплантатов (разрывы, кровеносные сосуды, участки кальцификации и т.п.). Поэтому оптимальный раскрой с применением шаблонов, размещенных вне заготовки, является трудноосуществимым.
о о г
1 о 1
В 23 К 26/00,26/04
Od /0fCe
кроме того, биологические ткани весьма чувствительны к температурному воздействию, неизбежно возникающему в зоне контакта лазерного луча и материала.
Полезная модель направлена на расширение технологических
возможностей устройства для автоматизации процессов резки биологических тканей при серийном изготовлении трансплантатов.
Поставленная задача достигается устройством для лазерной резки трансплантатов из биологических тканей, содержащим лазер с оптической системой для направления луча лазера в резак и его фокусировки на поверхности заготовки, размещенной на препарационном столе, снабженном устройством отвода газа от места резки, манипулятор перемещения резака в двух взаимно перпендикулярных направлениях и систему управления этим перемещением, в котором в отличие от прототипа система управления содержит телевизионную камеру, установленную над препарационным столом и соединенную с персональным компьютером, причем препарационный стол изготовлен из инертного материала, не поддающегося воздействию лазерного излучения, с отфрезерованным микрорельефом, а устройство отвода газа от места резки оснащено системой обдува заготовок.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для лазерной резки трансплантатов; на фиг. 2 - функциональная блок-схема устройства.
Устройство для лазерной резки трансплантатов (фиг. 1) содержит неподвижный стол 1 с герметизированным боксом 2, оснащенным системой обдува заготовок и удаления газообразных продуктов лазерной резки 5, размещенной в боксе, и препарационной плитой , лазер 5 с оптической системой 6 для направления луча лазера в зону резки и резаком 7, закрепленном на каретке манипулятора 5, перемещающейся в двух взаимоперпендикулярных направлениях. Над препарационной плитой размещена телевизионная камера Р. Управление работой осуществляется посредством персонального компьютера (ПЭВМ) 10.
Устройство работает следующим образом. Заготовка биоматериала размещается на препарационной плите 4. Посредством телевизионной камеры 9 информация о форме заготовки передается в ПЭВМ 10, где происходит ее оцифровка и выбор оптимального раскроя. Геометрические размеры и форма вырезаемых образцов трансплантатов задаются программным способом с показом на дисплее ПЭВМ, которая осуществляет автоматизированные раскрой заготовки биоматериала. Затем с ПЭВМ 10 поступает управляющая команда на манипулятор 8 который осуществляет точное перемещение резака 7 в горизонтальной плоскости. В результате происходит вырезание из заготовки биоматериала трансплантатов заданной формы.
Программа управления обеспечивает взаимосогласованные действия составных частей (операционного лазера, манипулятора, телекамеры, системы обдува заготовок) в соответствии с заданиями оператора и позволяет разрабатывать новые геометрические формы трансплантатов и вести автоматизированный или ручной раскрой заготовок трансплантатов с максимально полным полезным использованием их площади и автоматизировано вырезать заданные образцы трансплантатов.
В качестве источника излучения может быть использован лазер, оказывающий минимальное термическое воздействие на биологические ткани, прилегающие к зоне резки, например лазерный хирургический аппарат ЛХК-20-01 «Ланцет-2 (ТУ 9444-003-07515747).
Препарационная плита 4 предназначена для размещения и фиксации на ней заготовок трансплантатов. Выполнена в виде пластины из инертного материала, не поддающегося воздействию лазерного излучения. Па поверхности пластины через каждые 0,5 мм отфрезерованы взаимно перпендикулярные бороздки глубиной 1 мм, создающие микрорельеф, способствующий надежной фиксации заготовки на поверхности и более интенсивному отводу тепла от зоны резки.
0
Герметизированный бокс 2 предотвращает возможность распространения продуктов лазерной резки в помещении и представляет собой камеру из нержавеющей стали, верхняя прозрачная крып1ка которой является подвижной и совмещена с резаком. Герметичность подвижной крышки с боковыми стенками камеры обеспечивается с помощью эластичной фторопластовой ленты. Бокс имеет соединения с системой 3 обдува заготовок трансплантатов..
Система обдува 5 предназначена для предотвращения термического воздействия лазерного излучения на биологические ткани, прилегающие к зоне резки путем увлажнения и охлаждения локального участка биоматериала в зоне резки. Она состоит из компрессора, аэратора с охлаждающей жидкостью, вытяжного вентилятора и соединительных шлангов. В качестве охлаждающей жидкости используется 70 % этиловый спирт.
Таким образом предлагаемое устройство позволяет существенно повысить .производительность труда при серийном производстве трансплантатов и обеспечивает максимальное сохранение структуры и свойств биоматериалов в процессе лазерной резки.