專利名稱：外科器械的制作方法
技術領域：
本發明涉及外科器械，包括由纖維復合材料制成的基體，基體上帶有至少一個從基體的后端延伸到前端的通道。
上述類型的外科器械優選用于最小侵害的外科手術。這種外科器械已由WO 97/07746公開。該文獻，涉及到帶有用于供液體流過的通道或者用于使用例如像光學玻璃纖維、導管、套針等其他器械的針。針的前端削尖，從而無需事先進行另外的切引便可進入所要治療的或者所要檢查的組織。
在最小侵害的手術中重要的是，為了確定器械在組織中的位置，在治療期間要通過成象系統對外科器械的導航提供支持。為此特別適用的有核自旋-層析X射線照相術，也稱為核磁共振成象術(Magnetic Resonanz Imaging，MRI)，但也適用其他的層折X射線斷層照相方法，例如計算機層折X射線照相術(CT)。然而，外科器械與所要治療或者所要檢查的組織之間很大的磁導率差差異，會給正確顯示成象系統內模擬圖象的成象部位增加困難，甚至造成妨礙，因為磁導率的躍變將造成在MRI中使用的均勻磁場畸變。因此，所述的現有技術提出，外科針用非金屬材料，最好用帶有碳素纖維的纖維復合材料制造。為制造提出了“Pultrusions”方法，其中，在拉延工序中將基體裹在型芯上。然后再將型芯去除制成通道。也可以選擇將準備好的基體裹在型芯上。
上述制造已公開的針的方法特別是由于需要型芯并將其去除而費用較大。
本發明的目的在于，提供一種上述類型的外科器械，其與現有技術相比可以用簡單的方式制造。
這一目的在上述類型的外科器械中是這樣實現的，即通過嵌入基體內的空心纖維構成至少一個管狀空腔。
在使用空心纖維的情況下，可將該空心纖維嵌入纖維復合材料的基體內。由此避免了去除型芯。
此外優選的是，在該外科器械的結構中，空心纖維為玻璃空心纖維。玻璃空心纖維具有的優點是，它一方面可以作為功能元件，例如光導纖維的通道，同時還能用作光導。例如，在進行內窺鏡檢查時，將內窺鏡檢查所需光源的光導入所要觀察的部位上。
依據本發明的外科器械也可以這樣構成，即基體含有嵌入基質內的碳素纖維。
此外，依據本發明的外科器械還可以這樣構成，即，基質由熱固性塑料，例如環氧樹脂構成。
依據本發明的外科器械也可以這樣構成，即，基南由可在人體或者動物體內分解的塑料構成。
無論是對基體的纖維還是對空心纖維來說，可以考慮的有例如芳香族的塑料纖維、金屬纖維、陶瓷纖維、碳素纖維和例如麻等天然纖維。陶瓷纖維-、碳素纖維-、塑料纖維-和天然纖維對使用MRI成象來說具有有益的磁特性。天然纖維具有的優點是其可分解性。
作為基質材料，根據使用范圍也可以優選使用彈性體、陶瓷、玻璃、碳和金屬。
此外，優選的是，依據本發明的外科器械可以這樣構成，即，設置至少兩個基本上彼此平行分布的空心纖維。這樣可以同時采用多種措施。例如，可以將一個空心纖維用于內窺鏡檢查，同時將第二個空心纖維用于抽吸液體，用于輸入藥物或者用于引入其他具體的功能元件。功能元件例如可以是光導纖維、導電體或者例如用于穿刺術的手術器械。
依據本發明的外科器械還可以這樣構成，即，設置基本上與至少一個空心纖維平行分布的導電體，并且導電體在徑向上相對于外科器械的外部空間電絕緣。某種治療方法，例如像組織萎縮需要使用的電流可以按照這種方式提供使用。例如借助于通過玻璃空心纖維的包封可以實現導電體的絕緣。優選的是，導電體由碳素纖維構成。
依據本發明的外科器械還可以這樣構成，即基體至少在前部端區內構成柔性結構。如果該外科器械通過已經存在的體內開口導入，并在此時與由例如腸內組織限制的路徑隨動，那么柔性結構將顯示出其特別好的優點。不言而喻，依據本發明的外科器械的基體也可以是剛性的。
此外優選的是，依據本發明的外科器械可以這樣構成，即，基體具有磨尖的前端，利用其可以穿入人體或者動物組織可能的開口內。由此可以免除另外的切口。
此外，優選的是，依據本發明的外科器械可以這樣構成，即在基體的圓周上至少在其前端區內進行涂敷。涂層可使針尖穩定，特別是可防止纖維材料或者基質材料遺留在組織內。特別合適的涂層是陶瓷材料或者耐磨塑料。此外，也可以使用金屬和金屬合金，例如黃銅。
依據本發明的外科器械還可以這樣構成，即，使得存在于基體前區內的纖維與人體或者動物組織的相互影響相對穩定。在纖維為碳素纖維的情況下例如可這樣實現所述穩定性，即將外科器械的尖端浸入液態硅中，由此將纖維尖端陶瓷化為SiC。
依據本發明的外科器械還可以這樣構成，即在基體的后端上設置連接在操作裝置上的連接元件。操作裝置一方面用于引導外科器械，另一方面通過操作裝置向外科器械輸送和控制功能元件，例如像內窺鏡檢查、光導纖維、夾緊元件、激光、導電體等。也可以通過操作裝置輸送或者抽吸物質，例如沖洗液、藥物或者組織。在此，也可以同時實施各種不同的措施，這在上述的現有技術中幾乎是不可能出現的。
最后，依據本發明的外科器械還可以這樣構成，即在空心纖維中或者在至少一個空心纖維中設置可借助于連接元件連接在操作裝置上的功能元件。在這種情況下，例如在進行內窺鏡檢查時，在把內窺鏡連接到操作裝置上后，就不必再分別引入外科器械的空心纖維中。
作為功能元件，也可以理解為在前端上封閉空心纖維的封閉元件。這種封閉元件例如可以防止在引入外科器械時組織嵌入或者其他物質進入空心纖維內。封閉元件可以是柱形銷，其直徑足夠充填相應的空心纖維。
下面將結合附圖，對依據本發明所述外科器械的優選實施方式進行說明。
其中
圖1示出針狀外科器械的橫截面，圖2示出依據圖1所述針的局部側向縱剖面，圖3示出涂敷后截的斷針的針尖，圖4示出截斷后再涂敷針的針尖，
圖5示出由針、操作裝置和基本組件組成的系統。
圖1中以橫截面形式示意性示出的外科針1具有三個由玻璃制成的空心纖維2。三個空心纖維2用由纖維復合材料構成的基體3包住。基體3由基本上與空心纖維2平行設置的，嵌入環氧樹脂基質5中的碳素纖維4構成。
圖2示出針1前端的縱向剖面A-A。此時可以看到一個空心纖維2。針1的前端削尖和磨尖，從而無需事先進行另外的切口便可穿入人體或者動物的組織。當針1刺入時，用這里沒有示出的管狀閉合元件充填空心纖維2，以防止針1穿過組織移動時，組織意外地進入空心纖維2。
圖3示出針1a的針尖，其外表面上涂有涂層。將陶瓷層6a涂敷在基體段上，然后從該段上切下針1a。而針1a的針尖7a只有在涂敷涂層后才制成。針尖7a上磨尖的切割區8a全部由陶瓷層6a組成，以防止纖維4和/或基體3的基質材料5遺留在所要檢查的或者所要治療的組織內。
圖4示出針1b的針尖7b，它具在圖中沒有示出的基體段切斷后才涂敷涂層。這種方式花費較高，但其優點是，整個針尖7b與基體同樣具有陶瓷層6b。切割區8b在涂層后磨尖。
圖5示出由針1、操作裝置9和基本組件10組成的復合多功能系統。下面，對該系統廣泛應用的可行性進行說明。針1借助于防止液體流失的密封卡口式連接11連接件在操作裝置9上。借助于該操作裝置9可以將圖中未單獨示出的功能組件，例如用于內窺鏡檢查的玻璃纖維束、用于組織檢驗取樣的裝置或者導體等插入空心纖維，并可控制改變其在空心纖維2內部的位置。例如，圖5示出了在進行內窺鏡檢查時玻璃纖維束移動用的調焦旋轉鈕12，它一方面用于引入玻璃纖維束，同時用于將所屬光學系統的焦點對準組織內的某一對象。將借助于光導纖維束獲得的信息傳遞到處于基本組件10內的圖像分析裝置上，傳遞過程可以通過操作裝置9內的真實中間圖像實現。按照這種方式，光導纖維體不必連續從針尖7一直引到圖像分析裝置。借助于引入空心纖維2的纖維，也可以導入用于切除組織的激光。但是，也可以將激光導入透明液體的內部，透明液體通過一個或者多個空心纖維2輸送到組織內所要求的部位。
為了能夠通過空心纖維2向組織供給例如像沖洗液或者藥物這樣的物質，在操作裝置9上有Luerlock-接口13，其上可以連接圖中未示出的輸送管。針1內存在多個空心纖維2的優點特別在于，利用針1可以同時滿足不同的功能，例如，設置在分開的空心纖維中的視覺-和沖洗功能。
操作裝置9的控制可以通過對操作裝置9本射進行手動控制或者通過基本組件10電動進行。基本組件10為此裝有監視器14和控制單元15。基本組件10可以具有激光光源16或者其他在圖中未示出的例如用于內窺鏡檢查的光源。
參考符號表1針2空心纖維3基體4碳素纖維5基質6陶瓷層7針尖8切割區9操作裝置10基本組件11卡口式連接件12調焦旋鈕13 Luerloc-接口14監視器15控制單元16激光光源
權利要求
1.外科器械，包括由纖維復合材料制成的基體(3)，基體上帶有至少一個從基體(3)的后端延伸到前端的通道，其特征在于，所述至少一個通道通過由基體(3)包住的空心纖維(2)構成。
2.按權利要求1所述的外科器械，其特征在于，空心纖維(2)為玻璃空心纖維。
3.按權利要求1或2所述的外科器械，其特征在于，基體(3)包含嵌入基質(5)內的碳素纖維(4)。
4.按權利要求3所述的外科器械，其特征在于，基質(5)由熱固性塑料，例如環氧樹脂構成。
5.按權利要求3所述的外科器械，其特征在于，基質(5)由熱塑性塑料構成。
6.按權利要求3所述的外科器械，其特征在于，基質(5)由可在人體或者動物體內分解的塑料構成。
7.按前述權利要求之一所述的外科器械，其特征在于，具有至少兩個基本上彼此平行分布的空心纖維(2)。
8.按前述權利要求之一所述的外科器械，其特征在于，具有基本上與至少一個空心纖維(2)平行分布的導電體，并且導電體在徑向上相對于外科器械的外部空間電絕緣。
9.按權利要求7所述的外科器械，其特征在于，導電體由碳素纖維構成。
10.按前述權利要求之一所述的外科器械，其特征在于，基體(3)至少在前部端區內構成柔性結構。
11.按前述權利要求之一所述的外科器械，其特征在于，基體(3)具有磨尖的前端(7)，利用該前端可以穿入人體或者動物組織可能的開口內。
12.按前述權利要求之一所述的外科器械，其特征在于，在基體(3)的圓周上至少在前部區域內涂敷涂層。
13.按權利要求12所述的外科器械，其特征在于，涂層(6)由陶瓷構成。
14.按前述權利要求之一所述的外科器械，其特征在于，存在于基體(3)前區內的纖維與人體或者動物組織的相互作用相對穩定。
15.按前述權利要求之一所述的外科器械，其特征在于，在基體(3)的后端上設有連接在操作裝置(9)上的連接元件(11)。
16.按權利要求15所述的外科器械，其特征在于，包括操作裝置(9)，它同時既可以操作一個或者多個功能元件，也可以將物質輸入到至少一個空心纖維(2)或從至少一個空心纖維(2)輸出。
17.按權利要求15或16所述的外科器械，其特征在于，在空心纖維(2)中或者在至少一個空心纖維(2)中設置可借助于連接元件(11)連接在操作裝置(9)上的功能元件。
全文摘要
本發明提出一種外科器械，該器械尤其適用于人體或者動物組織最小侵害的手術，所述器械包括一針狀基體(3)，基體中帶有例如至少由一個空心纖維(2)構成的通道。至少一個空心纖維(2)由纖維復合材料構成的基質(5)包住。使用空心纖維(2)可以使制造，特別是帶有多個通道的器械變得簡單。在基體(3)的內部使用一個以上空心纖維(2)增加了可用性，例如可同時對組織進行觀察和治療。
文檔編號A61B18/20GK1468078SQ01817119
公開日2004年1月14日 申請日期2001年10月11日 優先權日2000年10月12日
發明者M·韋克, S·菲希爾, S·C·蘭格, B·布羅謝爾, F·施密特, D·E·斯皮爾伯格, J·里克特, A·布拉克, D·H·W·格羅內邁爾, J·斯佩德爾, 6, M 韋克, W 格羅內邁爾, 蘭格, 宓露, 扌歡, 斯皮爾伯格, 芴, 頌 申請人:波瓊顯微治療開發研究所, 顯微治療開發研究中心有限公司, 弗勞恩霍弗應用研究促進會