Электрохирургический облегчённый пинцет для нейрохирургии

Область техники
Полезная модель относится к хирургическим инструментам, в частности к электрохирургическим облегчённым пинцетам с эффектом предотвращения прилипания биологической ткани тела пациента к рабочим кончикам пинцетов во время хирургической операции.
Уровень техники
Известно устройство – электрохирургические щипцы (патент США US6293946 B1, дата публикации 2001-09-25). Электрохирургические щипцы содержат первую браншу и вторую браншу. Первая бранша и вторая бранша изготовлены из нержавеющей стали, имеющей низкую теплопроводность. Свободные концы первой бранши и второй бранши образуют рабочие кончики. Рабочие кончики покрыты слоем серебра или золота с целью предотвращения прилипания биологической ткани к рабочим кончикам щипцов во время хирургической операции. При этом слой серебра или золота увеличивается в направлении противоположном рабочим кончикам. Использование данных дорогостоящих материалов влияет на большую стоимость конечного изделия. Противоположные концы первой бранши и второй бранши соединены между собой и электрически изолированы друг от друга. При этом каждая бранша имеет соединение с электрическим проводником, с обеспечением возможности прохождения электрического тока между рабочими кончиками при их взаимодействии.
Недостатком известного технического решения является большой вес устройства, что является значительным недостатком при проведении длительных операций, в том числе нейрохирургических.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является биполярный электрохирургический пинцет (заявка США US20080200914 A1, дата публикации 21.08.2008г.). Пинцет состоит из первой и второй удлинённых бранш. Бранши имеют одинаковую конфигурацию и вырезаются из алюминиевых заготовок. Каждая бранша имеет дистальный и проксимальный концы, расположенные противоположно друг другу. К проксимальным концам бранш присоединены электрические проводники. Проксимальные концы бранш с электрическими проводниками зафиксированы друг относительно друга с помощью материала для заливки, который образует основание вокруг проксимальных концов бранш. На дистальных концах бранш расположен подслой меди и слой биосовместимого металла, предпочтительно серебра. При этом слой биосовместимого материала обращён наружу бранши поверхностью, предназначенной для контакта с биоматериалом. При этом за счёт выполнения слоя биосовместимого материала из дорогостоящего металла с низкой твёрдостью по Моосу его наносят небольшой толщины на небольшие площади, что способствует быстрому износу слоя биосовместимого металла. Каждая из бранш покрыта изолирующим слоем за исключением рабочих кончиков. Изолирующий слой является электрически изолирующим и также может быть термически изолирующим. В процессе эксплуатации устройства на границе изолирующего слоя и слоя биосовместимого материала возникают повреждения, которые в свою очередь приводят к отслойке слоя биосовместимого материала и прилипанию биологических тканей.
Недостатком прототипа является невысокая прочность и износостойкость в следствии использования серебра или золота, имеющего низкую твёрдость по Моосу и подверженного быстрому повреждению, а также за счёт использования подслоя меди на браншах, выполненных из алюминия при несовместимости данных металлов.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение прочности и износостойкости электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии.
Поставленный технический результат достигается за счёт того, что в электрохирургическом облегчённом пинцете для нейрохирургии содержащем две бранши, соединительный элемент, защитный слой, теплопроводный слой и электроизоляционный слой, каждая бранша выполнена в виде стержневого элемента с дистальной частью и рабочим кончиком на её свободной конце, проксимальной частью с концами, соединяемыми с кабелем, и средней частью, расположенной между дистальной частью и проксимальной частью, защитный слой расположен на дистальной части, теплопроводный слой расположен на защитном слое, электроизоляционный слой расположен на каждая бранше, за исключением рабочих кончиков и концов проксимальных частей, соединяемых с кабелем, проксимальные части жёстко закреплены в соединительном элементе и электрически изолированы друг от друга, бранши выполнены из материала с преобладающим содержанием алюминия, теплопроводный слой выполнен из материала с преобладающим содержанием меди, защитный слой выполнен из материала, препятствующего электрохимическому взаимодействию материала бранш с материалом теплопроводного слоя; в одном частном случае защитный слой выполнен из оксида алюминия; во втором частном случае защитный слой выполнен из материала с преобладающим содержанием цинка; в третьем частном случае защитный слой выполнен из последовательно нанесённых на браншу оксида алюминия и из материала с преобладающим содержанием цинка; в четвёртом частном случае в средней части каждой бранши выполнены углубления и отверстия; в пятом частном случае на дистальной части каждой бранши, обращённой в направлении от другой бранши, выполнены срезы; в шестом частном случае срезы выполнены с образованием поперечного сечения соответствующей бранши в виде шестиугольника вблизи средней части; в седьмом частном случае площадь поверхности срезов увеличивается в направлении рабочих кончиков соответствующей бранши с образованием пятиугольного поперечного сечения вблизи рабочих кончиков.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1-4), где на фиг. 1 показан вид электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии сбоку, на фиг. 2 показан вид электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии сверху, на фиг. 3 показан электрохирургический облегчённый пинцет для нейрохирургии в разобранном виде, на фиг. 4 показан фрагмент электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии со стороны рабочего кончика.
Раскрытие полезной модели
На фигурах обозначены: рабочий кончик 1, дистальная часть 2, средняя часть 3, проксимальная часть 4, соединительный элемент 5, кабель 6, штепсельная вилка 7, бранша 8, внутренняя сторона 9, внешняя сторона 10, отверстие 11, полость 12, срез 13, электроизоляционный слой 14, теплопроводный слой 15, углубление 16, защитный слой 17.
Основными элементами электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии являются две бранши 8, электроизоляционный слой 14, теплопроводный слой 15, защитный слой 17 и соединительный элемент 5.
Две бранши 8 выполнены как зеркальное отражение друг друга. Бранши 8 имеют одинаковый вид и состав элементов. Бранши 8 выполнены в виде стержневого элемента, т.е. элемента, имеющего один размер (длину) в несколько раз превосходящий два других размера его поперечного сечения (ширину и высоту). Бранши 8 выполнены из материала с преобладающим содержанием алюминия или его сплава с высокой теплопроводностью. Каждая бранша 8 (стержневой элемент, в виде которого она выполнена) состоит из дистальной части 2 (наиболее удалённой от хирурга в рабочем положении) и проксимальной части 4 (ближайшей к хирургу в рабочем положении). Между проксимальной частью 4 и дистальной частью 2 каждой бранши 8 расположена средняя часть 3. Бранши 8 выполнены расширенными в средней части 3, т.е. величина поперечного сечения в средней части 3 больше чем в проксимальной части 4 и дистальной части 2. При этом средняя часть 3 каждой бранши 8 выполнена облегчённой за счёт выполнения в них углублений 16 и отверстий 11, т.е. пустых пространств, не заполненных материалом соответствующей бранши 8. Пример выполнения углублений 16 и отверстий 11 показан на фиг. 3. При этом углубления расположены с внешней стороны бранш, а отверстия 11 могут быть выполнены сквозными в теле соответствующей бранши 8. Углубления 16 и отверстия 11 выполнены с обеспечением возможности сохранения необходимой прочности каждой бранши 8.
Бранши 8 обращены друг к другу внутренними сторонами 9. Бранши 8 обращены в противоположные друг от друга стороны внешними сторонами 10. При этом каждая бранша 8 в поперечном сечении проксимальной части 4 и средней части 3 имеет в основном форму четырёхугольника. На внешней стороне 10 каждой бранши 8 выполнены срезы 13 рёбер (углов) по крайней мере в пределах соответствующей дистальной части 2.
На каждой бранше 8 выполнено по два среза 13. При этом срезы 13 показаны только на фиг. 4 вследствие малых размеров данных элементов на других фигурах. Срезы 13 выполнены с образованием шестиугольного поперечного сечения. При этом срезы увеличиваются в направлении рабочих кончиков 1 дистальной части 2 до схождения плоскостей срезов 13 в одной точке с образованием поперечного сечения соответствующей бранши 8 в виде пятиугольника. В частном случае срезы 13 могут быть выполнены со округлением углов между гранями соответствующей бранши 8.
Рабочие кончики 1 представляют собой части бранши 8 вблизи концов дистальных частей 2. На дистальных частях 2 (в том числе и на рабочих кончиках 1) расположены защитный слой 17. На защитном слое 17 расположен теплопроводный слой 15.
Защитный слой 17 выполнен с обеспечением возможности предотвращения негативного воздействия теплопроводного слоя 15, выполненного, например, из меди, на бранши 8, выполненные из алюминия, а также для улучшения адгезионных свойств указанных материалов. Защитный слой 17 расположен между основным материалом бранш 8 и теплопроводным слоем 15 по крайней мере на дистальной части 15. Защитный слой 17 выполнен из материала, препятствующего электрохимическому взаимодействию материала бранш 8 с материалом теплопроводного слоя 15. Защитный слой 17 может быть выполнен в частном случае, например, из оксида алюминия, материала с преобладающим содержанием цинка, или их сочетания.
Теплопроводный слой 15 выполнен в виде элемента конструкции, имеющего один размер (толщину) во много раз меньший, чем два других его размера. Теплопроводный слой 15 представляет собой массу металла с высокой теплопроводностью, нанесённую на защитный слой 17, расположенный на дистальной части 2 в том числе на рабочих кончиках 1. В частном случае толщина слоя металла с высокой теплопроводностью выбрана от 0,05 мм до 0,2мм. Теплопроводный слой 15 может быть выполнен из материала с преобладающим содержанием меди. Теплопроводный слой 15 в частном случае нанесён на защитный слой 17 до максимального размера поперечного сечения каждой бранши 8 не менее 2мм. При этом длина теплопроводного слоя 15 вдоль соответствующей бранши 8 выполнена большей, чем длина рабочих кончиков 1, с обеспечением расположения части теплопроводного слоя 15 под частью электроизоляционного слоя 14 для упрочнения рабочих кончиков 1. Теплопроводный слой 15 своей поверхностью, предназначенной для контакта с биоматериалом, обращён в противоположную сторону от материала бранш 8 по отношению к защитному слою 17 и непосредственно взаимодействует с биологическими тканями тела пациента в процессе эксплуатации электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии
Электроизоляционный слой 14 представляет собой элемент конструкции, имеющий один размер (толщину) во много раз меньший, чем два других его размера. Электроизоляционный слой 14 нанесён на каждую браншу 8 за исключением рабочих кончиков 1 и концов проксимальной части 4, соединяемых с электрическими проводниками кабеля 6 и расположенных в соединительном элементе 5. Электроизоляционный слой 14 может быть выполнен из электроизоляционного материала стойкого к стерилизации и подобным необходимых воздействий в условиях эксплуатации.
Теплопроводный слой 15 и электроизоляционный слой 14 показаны только на фиг. 4, вследствие малых размеров этих элементов, если их показывать на других фигурах.
Каждая бранша со стороны своей проксимальной части 4 выполнена с обеспечением возможности подсоединения к кабелю 6. Соединение проксимальных частей 4 с кабелем 6 может быть выполнено любым известным методом электрического соединения, например спайки проксимального конца 4 одной бранши 8 с одним электрическим проводником кабеля 6, а проксимального конца 4 другой бранши 8 с другим электрическим проводником, входящим в состав кабеля 6, или механического соединения путём зачеканивания токопроводящих жил проводников кабеля 6 в соответствующие отверстия на проксимальных частях 4 бранш 8. Проксимальные части 4 обеих бранш 8 жёстко соединены между собой посредством соединительного элемента 5.
Соединительный элемент 5 выполнен в виде конструктивного элемента с полостью 12, в которой размещены проксимальные концы 4 обеих бранш 8 с подсоединёнными к ним электрическими проводниками кабеля 6, заполненной электроизоляционным материалом, выбранным с обеспечением возможности облегчения массы электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии и стойкости к воздействиям в условиях эксплуатации. Соединительный элемент 5 может быть выполнен любой конфигурации с обеспечением возможности удобства удержания электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии хирургом в процессе работы.
Кабель 6 представляет собой совокупность одного или более проводников (в данном случае двух) с защитным покрытием, согласно определению, приведённому в п. 151-12-38 ГОСТ IEC 60050-151-2014. Проводник представляет собой элемент, предназначенный проводить электрический ток. Кабель 6 с одной стороны выполнен с обеспечением возможности присоединения проксимальных частей 4 двух бранш 8, а с другой стороны кабель 6 снабжён штепсельной вилкой 7 для подсоединения к высокочастотному источнику переменного тока.
Штепсельная вилка 7 представляет собой соединитель, обеспечивающий соединение и отсоединение с соответствующим сопряжённым элементом, в частности со штепсельной розеткой.
Осуществление полезной модели
Полезная модель реализуется следующим образом.
Из листа алюминиевого сплава вырезают, например, лазером или посредством штамповки, заготовки необходимой формы и размера для изготовления двух бранш 8. На внешней стороне 10 дистальной части 2 и при необходимости средней части 3 выполняют срезы 13 с увеличением площади срезов 13 в направлении рабочих кончиков 1. При этом плоскости срезов 13 с внешней стороны 10 выполнены с обеспечением возможности их схождения и сведения на минимум площади поверхности, противоположной внутренней стороне 9. Срезы 13 выполняют, например, посредством лазера или механической обработки. На средней части 3 выполняют углубления 16 и отверстия 11, путём изъятия части материала соответствующей бранши 8, например, посредством фрезерного станка или сверла. При этом за счёт выполнения срезов 13, углублений 16 и отверстий 11 значительно уменьшают вес электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии.
Из любого подходящего пластика изготавливают конструктивный элемент соединительного элемента 5. Отрезают необходимую длину подходящего кабеля 6. Подбирают подходящую штепсельную вилку 7. Присоединяют штепсельную вилку 7 к одному из концов кабеля 6.
На дистальной части 2 каждой бранши 8 формируют защитный слой 17, например, выполненный оксидированием алюминия, или нанесением гальваническим методом подслоя из материала с преобладающим содержанием цинка. При этом обеспечивается защита от взаимного электрохимического воздействия в случае выполнения защитного слоя 17 в виде оксидного слоя на алюминии, а также повышение адгезии между материалом бранш 8 и теплопроводным слоем 15 в случае выполнения защитного слоя 17 из цинка.
Затем на защитный слой 17 каждой бранши 8 наносят, например, гальваническим методом, слой металла с высокой теплопроводностью, например, меди, с образованием теплопроводного слоя 15. За счёт использования в качестве металла с высокой теплопроводностью меди обеспечивают снижение стоимости электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии по сравнению с прототипом.
Наносят электроизолирующий материал, например, посредством распыления с последующей сушкой, с образованием электроизоляционного слоя 14. Электроизолирующий материал распыляют на все поверхности каждой бранши 8 за исключением рабочих кончиков 1 и концов проксимальных частей 4 в месте их соединения с кабелем 6. При этом электроизоляционный слой 14 расположен на части теплопроводного слоя 15, обеспечивая таким образом более надёжную фиксацию теплопроводного слоя 15 и упрочнение рабочих кончиков 1.
Концы проксимальных частей 4 обеих бранш 8 размещают в полости 12 основания соединительного элемента 5. Производят соединение проксимальных частей 4 с концом кабеля 6, противоположным штепсельной вилке 7. Производят заливку полости 12 электроизолирующим веществом с последующий просушкой и затвердеванием с образованием жёсткого соединения одной бранши 8 и другой бранши 8. При этом бранши 8 располагают внутренними сторонами 9 друг к другу.
Электрохирургический облегчённый пинцет для нейрохирургии работает следующим образом: Хирург, держа в руке электрохирургический облегчённый пинцет для нейрохирургии, захватывает и сжимает рабочими кончиками 1, а именно поверхностями, предназначенными для контакта с биоматериалом, биологическую ткань тела человека, например, кровоточащий кровеносный сосуд головного мозга, для коагуляции стенок сосуда и остановки кровотечения. Активирует подачу электрического тока высокой частоты от источника тока через подключённый штепсельной вилкой 7 кабель 6 и бранши 8 к пациенту. Электрический ток, проходя через рабочие кончики 1 нагревает сжатые стенки сосуда, вызывает их коагуляцию, что приводит к остановке кровотечения. Часть тепла, выделяющееся при этом, отводится через рабочие кончики 1 и теплопроводные слои 15 каждой бранши 8. При этом снижают поступление к биологической ткани избыточного тепла, которое может вызывать прилипание биологических тканей к рабочим кончикам 1, что при удалении электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии от рабочей зоны после процедуры может разорвать стенки сосуда и вызвать повторное кровотечение.
Вследствие выполнения между теплопроводным слоем 15 и брашнами защитного слоя 17 обеспечивают более прочное их сцепление или предотвращают электрохимическое взаимодействие материалов, из которых они изготовлены, в частности меди и алюминия. За счёт расположения теплопроводного слоя 15 частично (от края рабочих кончиков 1 дистальных частей 2 каждой бранши 8 до участков с максимальной шириной поперечного сечения не менее 2мм) под электроизоляционным слоем 14 увеличивают прочность рабочих кончиков 1 бранш 8, снижая риск их деформации во время хирургических манипуляций и случайных нагрузок. Увеличение протяжённости теплопроводных слоёв 15 за пределы рабочих кончиков 1 вдоль дистальных частей 2 повышает прочность сцепления теплопроводного слоя 15 с металлом бранш 8 и, следовательно, снижает риск их отслаивания и оставления в теле пациента во время операции. Выполнение теплопроводного слоя 15 из меди, имеющей более высокую твёрдость (по Моосу), чем серебро или золото, снижает риск нанесения царапин на поверхность, предназначенную для контакта с биоматериалом, во время очистки рабочих кончиков 1 в процессе операции, так как царапины и другие неровности рабочих кончиков 1 повышают возможность прилипания биологических тканей к поверхностям рабочих кончиков 1 при повышенных температурах. За счёт описанных выше признаков повышается износостойкость рабочих кончиков 1. При этом при проведении длительной нейрохирургической операции хирург испытывает меньшие нагрузки от веса электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии, вследствие облегчения электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии по сравнению с прототипом посредством выполнения срезов 13 на внешней поверхности 10 и выполнения углублений 16 и отверстий 11 в средней части 3 каждой бранши 8.
Таким образом, выполнение электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии описанным выше образом обеспечивает повышение прочности и износостойкости электрохирургического облегчённого пинцета для нейрохирургии, за счёт выполнения защитного слоя 17 между брашнами 8 и теплопроводным слоем 15, а также за счёт выполнения теплопроводного слоя 15 из меди и продления теплопроводного слоя 15 под электроизоляционный слой 14.