ТКАНЕВЫЕ НОЖНИЦЫ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ТКАНИ
TISSUE SCISSORS FOR BIOLOGICAL TISSUE

Изобретение относится к тканевым ножницам для рассечения биологической ткани с одновременным уплотнением обработанных краев ткани посредством денатурации белков.
В документе US 5,925,039 раскрыт электрохирургический инструмент в форме скальпеля или ножниц, в которых поверхность активного электрода состоит из электропроводного твердого металла, такого как карбид вольфрама. Он может наноситься на слой электропроводной или неэлектропроводной опоры. Поверхность твердого металла является лучшим средством теплопередачи, поскольку она обеспечивает меньшее прилипание ткани по сравнению с поверхностями из нержавеющей стали.
В документе US 2013/0338663 А1 раскрыт абляционный катетер, абляционный электрод которого находится в тепловом контакте с теплоотводом, но который электрически изолирован от абляционного электрода. Теплоотвод может состоять из алмазоподобного углерода (DLC), нитрида алюминия, теплопроводной синтетической смолы, т.е. керамики, или других непроводящих материалов.
В документе US 5,925,043 предложен электрохирургический электрод с токопроводящим противопригарным покрытием. Он изготавливается посредством нанесения на металлический электрод слоя твердого материала (нитрида титана), который предусматривается в качестве керамического слоя. Кроме того, предусматриваются другие керамические слои (нитриды переходного металла).
В документе DE 4212063 С1 также раскрыт пинцет, бранши которого содержат на концах слой (продолжающийся изнутри наружу), выполненный в виде противокоррозионного слоя, слоя из твердого материала и слоя из благородного металла.
Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить тканевые ножницы для рассечения биологической ткани, с помощью которых можно получать чистые, хорошо уплотненные края рассечения, которые являются достаточно плоскими по отношению к окружающей ткани.
Эта задача решается с помощью тканевых ножниц, описанных в п. 1 формулы изобретения.
Тканевые ножницы по изобретению содержат две бранши, при этом их обращенные друг к другу поверхности скольжения содержат различные слои. В то время как первая бранша предпочтительно содержит на поверхности скольжения слой электропроводного твердого материала (т.е. керметный слой), вторая бранша содержит электроизоляционный керамический слой. Поскольку одна из двух поверхностей скольжения является неэлектропроводной, а другая электропроводной, это создает электрическую асимметрию. Покрытие одной бранши неэлектропроводной керамикой обеспечивает большую бестоковую область рядом с покрытой поверхностью этой бранши и концентрирует ток рядом с соответствующим режущим краем. Кроме того, через покрытие направляется поток энергии. Это означает, что во время рассечения биологической ткани энергия, т.е. ток, протекает от поверхности рассечения первой бранши через обратную сторону второй бранши к нейтральному электроду.
Желаемый физиологический эффект поддерживается эффективным охлаждением бранши, которая содержит изоляционный керамический слой. Здесь распределение тепла и рассеивание тепла достигаются с помощью элемента из твердого металла (который также именуется как керметный элемент). Керметный элемент может состоять, например, из карбида вольфрама или другого пригодного спеченного карбида металла и вяжущего, например, кобальта, никеля или молибдена. Керметный элемент, который предпочтительно наносится только на одну из браншей, создает тепловую асимметрию. Это может использоваться для компенсации теплового сопротивления, присущего керамическому слою.
Предпочтительно керметный элемент на обратной поверхности бранши является открытым (не имеет покрытия), так что керметный элемент может рассеивать тепло, поглощаемое рядом с режущим краем и на керамическом слое, посредством его распределения без влияния на функциональность коагуляции.
Керметный элемент находится в контакте с керамическим слоем, в особенности вблизи режущего края. Предпочтительно, керметный элемент продолжается по всей длине режущего края. По меньшей мере, в нескольких местах бранши керметный элемент также может продолжаться по всей ширине керамического слоя, измеренной под прямыми углами к режущему краю. Предпочтительно, это выполняется по всему режущему краю.
Тепловой контакт между поверхностью скольжения или расположенным на ней керамическим слоем и керметным элементом образует зону охлаждения, в которой охлаждается рассечение и коагулированный край биологической ткани, так что исключается неконтролируемое развитие коагуляции. Кроме того, уменьшается усиленное рассеяние тепла или предпочтительно исключается адгезия ткани к бранше.
Также возможны варианты выполнения, в которых бранша, имеющая слой твердого материала (кермета) (например, нитрида титана), содержит керметный элемент для оказания влияния на регулирование тепла.
Первая бранша состоит из стали, в то время как вторая бранша состоит из комбинации керметного элемента и стальной опоры. Керметный элемент и стальная опора могут быть соединены друг с другом посредством шва, который может быть швом, паяным мягким припоем, или сварным швом. Это позволяет получить соединение без зазора между опорой и керметным элементом. Обе бранши могут содержать керметный элемент, описанный выше.
Предпочтительно, чтобы как керметный элемент (т.е. слой твердого материала), так и/или керамический слой продолжались через шарнирное соединение по всей длине соответствующей бранши. Неэлектропроводный керамический слой обеспечивает электрическую изоляцию браншей друг от друга. Кроме того, как слой твердого материала, так и керамический слой, по существу, способствуют сведению к минимуму износа шарнирного соединения и, таким образом, точному направлению браншей, так что даже после длительного использования и после многократной стерилизации всегда достигается чистое рассечение ткани. Выбор различных материалов для получения слоя твердого материала и керамического слоя обеспечивают сочетание трения с низким коэффициентом трения и высокой устойчивости.
Другие особенности преимущественных вариантов выполнения изобретения станут понятными из формулы изобретения, чертежей или описания. На чертежах показано следующее:
на фиг. 1 - тканевые ножницы по изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 2 - тканевые ножницы по изобретению, показанные на фиг. 1, вид в перспективе и схема устройства, подающего питание к тканевым ножницам;
на фиг. 3 - бранша тканевых ножниц, показанных на фиг. 1 и 2;
на фиг. 4 - часть тканевых ножниц, показанных на фиг. 2, вид в перспективе;
на фиг. 5 - тканевые ножницы, показанные на фиг. 4, вид сечении по линии V-V; на этом упрощенном изображении опушены шарнирное соединение и ручка, и показано протекание тока, вырабатываемого во время использования;
на фиг. 6 - то же, перед рассечением ткани, при этом показано протекание тока, вырабатываемого во время использования;
на фиг. 7 - то же, в точке рассечения.
На фиг. 1 показаны тканевые ножницы 10, которые используются для рассечения биологической ткани и, если требуется, для уплотнения обработанных краев ткани посредством коагуляции или каутеризации. Тканевые ножницы 10 имеют первую браншу 11 и вторую браншу 12, каждая из которых переходит в соответствующие ручки 13, 14, которые могут иметь на концах кольца 15, 16 или другие средства манипулирования. Бранши 11, 12 удерживаются рядом друг с другом с помощью шарнирного соединения 17, так что они могут поворачиваться, и ручки 13, 14 могут поворачиваться друг к другу или друг от друга.
Тканевые ножницы 10 имеют электрическое соединение 18, которое имеет одно сдвоенное или два одиночных штыревых контактных средства 19, 20, расположенных на одном или обоих кольцах 15, 16. Штыревые контактные средства предпочтительно являются контактными штырями, к которым могут быть присоединены провода 21, 22, как схематично показано на фиг. 2, и которые служат для соединения с электрическим устройством 23, которое подает питание через первый зажим 43 и второй зажим 44.
Электрическое устройство 23 содержит высокочастотный генератор 24, который подает высокочастотное электрическое напряжение (предпочтительно от 200 кГц до 2 МГц) на бранши 11, 12 для осуществления высокочастотной коагуляции биологической ткани. Предусмотрены средства регулируемого управления для включения и выключения генератора 24, которые не показаны отдельно на фиг. 2.
На фиг. 3 отдельно показана первая бранша 11. Она имеет поверхность 25 скольжения, которая, по существу, является плоской и которая продолжается за область 27 шарнирного соединения, отмеченную просверленным отверстием 26. Предпочтительно, чтобы поверхность 25 скольжения была, по существу, плоской и полностью продолжалась до дистального конца бранши 11. Поверхность 25 скольжения примыкает к режущему краю 28 бранши 11 и полностью продолжается до противоположного края 29. Поверхность 25 скольжения может быть непрерывной, как показано, и может содержать слой 30 твердого материала. Слой 30 твердого материала, по меньшей мере, примыкает к режущему краю 28 и может непрерывно продолжаться по всей поверхности 25 скольжения. В частности, слой 30 твердого материала может полностью продолжаться до края 29. Кроме того, слой 30 твердого материала может занимать части другой поверхности бранши 11.
Слой 30 твердого материала предпочтительно является электропроводным слоем, например, слоем из нитрида титана или другим слом, в частности, слоем из электропроводного твердого материала (карбид титана, карбонитрид титана и т.д.).
На фиг. 4 показана бранша 11 вместе с браншей 12, которые шарнирно соединены друг другом посредством шарнирного соединения 17 с помощью заклепки 31, винта или средства соединения такого вида. Средство соединения имеет изоляцию с наружной стороны. Это исключает нежелательное прохождение тока. Вторая бранша 12 содержит на поверхности 32 скольжения, обращенной к первой бранше 11, керамический слой 33 (фиг. 5), который по химическому составу и/или структурному составу отличается от слоя 30 твердого материала. Керамический слой 33 образует поверхность 34 скольжения, которая полностью продолжается до дистального конца второй бранши 12. Керамический слой 33 и, таким образом, поверхность 34 скольжения также полностью продолжаются от режущего края 35 второй бранши 12 до противоположного края 36, который продолжается в продольном направлении бранши 12. Предпочтительно плоская поверхность 34 скольжения предпочтительно полностью продолжается от дистального конца бранши 12 до шарнирного соединения 17 и за него. Предпочтительно керамический слой 33 является непрерывным по всей поверхности, так что бранша 12, которая, в общем, состоит из металла, не имеет электрического контакта с браншей 11; другими словами, бранша 12 электрически изолирована от бранши 11. Кроме того, с этой целью заклепка 31 может быть изготовлена из пластика, керамики или металла, покрытого изоляционным материалом.
Как показано на фиг. 5, бранша 11 состоит из однородного материала, например, из стали, который поддерживает слой 30 твердого материала на поверхности 25 скольжения. В отличие от этого, бранша 12 имеет керметный элемент 36, который продолжается по значительной части второй бранши 12 по ее длине (см. фиг. 4). Предпочтительно, чтобы керметный элемент 36 у дистального конца бранши 12 полностью продолжался от режущего края 35 до нижнего края 36. В направлении к шарнирному соединению 17 площадь сечения керметного элемента 36, которое отдельно показано на фиг. 5, может уменьшаться. Длина керметного элемента 36 предпочтительно превышает половину расстояния от дистального конца бранши 12 до шарнирного соединения 17. Как показано на фиг. 5, керметный элемент 36 быть соединен с опорной структурой 38 бранши 12 с помощью шва 37. Опорная структура 38 состоит, например, из стали и сужается, начиная от полного сечения бранши 12, до нуля у дистального конца. Опорная структура 38 заканчивается перед дистальным концом. Шов 37 может быть швом, паяным мягким припоем, сварным швом или соединением материалов такого вида. На обратной стороне 39 бранши 12, обращенной в сторону от поверхности 34 скольжения, керметный элемент 36 и опорная структура 38 не имеют покрытия. То же самое относится и к бранше 11. Обратная сторона 40, обращенная в сторону от поверхности скольжения, также не имеет покрытия.
Как можно видеть на фиг. 4, ручки 13, 14 имеют электроизоляционный слой 41, 42, который предпочтительно полностью продолжается до браншей 11, 12, но не покрывает их на поверхностях 25, 34 скольжения и участках на задних сторонах 39, 40. Покрытие браншей 11, 12 изоляционным слоем 41, 42 может зависеть от цели использования инструмента. Практически вся задняя сторона 39, 40 может быть покрыта изоляционным слоем 41, 42, и на браншах изоляционный слой может отсутствовать только в области дистального конца.
Ниже приводится описание действия тканевых ножниц 10.
На фиг. 5, 6 и 7 показаны сечения браншей 11, 12 по линии V-V на фиг. 4 на различных этапах закрывания.
На фиг. 5 показаны бранши 11, 12 после захватывания ими биологической ткани (не показана) в момент прикладывания механического давления к биологической ткани перед ее рассечением. Если генератор 24 одновременно приводится в действие, он генерирует проходящий через ткань электрический ток высокой частоты, линии протекания которого показаны пунктиром на фиг. 6. Плотность тока увеличивается по мере выполнения рассечения, как показано на фиг. 7. Электроизоляционный эффект керамического слоя 33 исключает короткое замыкание на режущих краях 28, 35. Однако в непосредственной близости от режущих краев 28, 35 существует высокая плотность тока, которая способствует нагреву и коагуляции ткани. Белки, изменяющие естественные свойства под действием выделяемого тепла, имеют способность к прилипанию. В случае приклеивания или прилипания белков к браншам 11, 12 они могут препятствовать использованию инструмента и в худшем случае прерывать прохождение тока. Как следствие, эффект коагуляции тканевых ножниц пропадает или будет сильно ограничен, что, в свою очередь, приведет к качественно плохому результату. Загрязнение бранши денатурированным белком оказывает значительное влияние на функцию коагуляции тканевых ножниц. Поскольку пользователь не может заметить этот эффект незамедлительно, он может продолжать рассечение ткани (функция рассечения не подвергается воздействию) без успешного уплотнения сосудов. Это может привести к кровотечению. Керметный элемент 36, теплопроводность которого выше теплопровододности стали, противодействует адгезии ткани. Керметный элемент 36 эффективно охлаждает браншу 12, изготовленную из стали, и ее керамический слой 33. Таким образом, совместно с уменьшающим адгезию слоем 30 твердого материала, который охлаждается самим вышеуказанным слоем и, возможно, браншей, это улучшает рассечение или коагуляцию. В частности, вышеуказанные условия могут быть отрегулированы таким образом, чтобы охлаждающий эффект слоя 30 твердого материала совместно со стальной браншей 11 был соизмерим с охлаждающим эффектом комбинации керамического слоя 33 и керметного элемента 36. Незначительная теплопроводность керамического слоя 33 уравновешивается высокой теплопроводностью керметного элемента 36.
Непрерывное рассечение обеспечивает протекание электрического тока, как показано на фиг. 5. Несмотря на то, что бранши 11, 12 являются асимметричными по конструкции и электрически асимметричными, области с задних сторон 39, 40 рядом с режущим краем предусматривают соизмеримое прохождение тока, что обеспечивает соизмеримый эффект коагуляции.
Тканевые ножницы с повышенной жесткостью и улучшенными характеристиками манипулирования содержат две бранши 11, 12, имеющие отличия, касающиеся структуры и электрических свойств. В то время как первая бранша 11 содержит на поверхности 25 скольжения слой 30 твердого металлокерамического материала, например, нитрида титана, вторая поверхность 34 скольжения второй бранши 12 содержит непроводящий керамический слой 33. Сопряжение этих материалов создает большое механическое сопротивление истиранию в шарнирном соединении 17 и на режущих краях 28, 35. По меньшей мере, одна из браншей, в частности, бранша 12, может содержать керметный элемент 36 для улучшения охлаждения режущего края 35 (28) и/или поддержания его в заостренном состояний во избежание нагрева браншей 11, 12 во время коагуляции и прилипания ткани.
Цифровые обозначения ссылочных позиций
10 - тканевые ножницы
11 - первая бранша
12 - вторая бранша
13, 14 - ручка
15, 16 - кольцо
17 - шарнирное соединение
18 - электрическое соединение
19, 20 - штыревые контактные средства
21, 22 - провода
23 - устройство
24 - генератор
25 - первая поверхность скольжения
26 - просверленное отверстие
27 - область шарнирного соединения
28 - режущий край первой бранши 11
29 - край с противоположной стороны от режущего края 28
30 - слой твердого материала / керметный слой
31 - заклепка
32 - вторая поверхность скольжения
33 - керамический слой
34 - вторая поверхность скольжения
35 - режущий край второй бранши 12
36 - керметный элемент
37 - шов
38 - опорная структура
39, 40 - задняя сторона
41, 42 - изоляционный слой
43, 44 - первый зажим, второй зажим.