Область техники

Полезная модель относится к медицинской технике и более точно касается сшивающего устройства, предназначенного для сшивания биологических тканей, но может быть использовано и в других областях.

Предшествующий уровень техники

В современных хирургических сшивающих устройствах используются, в основном, металлические скрепки, выполненные из сплава 40КНХМ или из титана. Скрепки инертны, биосовместимы с тканями человека. Однако, это постоянные инородные тела в организме, вокруг которых развиваются рубцовые ткани. Скрепки могут менять свое положение при обследовании на аппаратах ядерно-магнитного резонанса (МРТ), что весьма опасно.

Известны сшивающие устройства фирм Covidien и Ethicon, в которых используются скрепки из полилактидов (ТА Premium, Poly GIA ТМ 75, Roticulator 55 Poly ТМ). Эти скрепки рассасываются через определенное время. Они крупнее металлических и используются только в гинекологии и урологии.

В ряде патентов на сшивающие аппараты описаны возможности использования современных синтетических рассасывающихся нитей на атравматических иглах или рассасывающихся скрепляющих элементов (патенты RU М 2076639 от 10.01.1993 г., RU 2074651 от 14.09.1993г., RU М 2119771 от 07.10.1993 г., RU М 2120240 от 05.03.1996 г., RU М 2310405 от 13.01. 2004 г.,

RU М 2328228 от 11.04.2007г., RU 2381756 от 18.06.2008 г, полезные модели RU 146042 от 05.05.2014 г., RU 159052 от 06.05.2015 г., RU 184491 от 15.05.2018 г.) Перечисленные аппараты сложнее сшивающих аппаратов - степлеров, т.к. требуются дополнительные механизмы для фиксации концов нитей или концов скрепляющих элементов.

В настоящее время разработаны двух- и многокомпонентные композиции, мгновенно отверждающиеся на воздухе или под влиянием соответствующего облучения.

Подобные материалы получены рядом исследователей. О них сообщают, например, фирма Spiber (Япония), фирма AMSilk (Германия), фирма Nexia Biotechnologies (Канада), фирма Bolt Treads (США) и др.

В заявке на полезную модель М 2019105155/14 от 25.02.2019 года «Сшивающее устройство» (публикация l 922330), описаны различные варианты хирургических сшивающих аппаратов и хирургические зажимы, использующих биосовмесгимые быстротвердеющие материалы для соединения (сшивания) биологических тканей. В раскрытых в этой заявке аппаратах и зажимах бысгротвердеющую массу вводят в прошиваемые ткани через каналы полых игл после прокалывания тканей иглами в процессе удаления игл из тканей. Сложность этих устройств состоит в наличии полых игл и механизма их продвижения и вывода из тканей.

Краткое описание сущности полезной модели.

В основу данной полезной модели поставлена задача создания конструкции сшивающего устройства, пригодного для соединения биологических тканей с помощью текучих быстро вердеющих масс, в том числе и для сшивания легочной и печеночной тканей с минимально возможной травматичностью для таких тканей.

Поставленная задача решается тем, что в хирургическом сшивающем устройстве, содержащем корпус с рукоятками управления на одном конце и двумя зажимными рабочими губками на другом, по меньшей мере одна из которых установлена с возможностью перемещения относительно второй, а также емкость с текучей биосовместимой быстротвердеющей массой в качестве средства скрепления тканей, на выходе которой установлена управляемая заслонка, и механизм подачи текучей массы в зону прошивания, согласно настоящей полезной модели, одна из рабочих губок выполнена полой и в ней расположена емкость с текучей массой, сообщенная выходом с фильерами, выполненными в стенке рабочей губки, взаимодействующей со сшиваемыми тканями, при этом механизм подачи текучей массы выполнен с возможностью повышения давления внутри емкости и формирования проходящих через фильеры струй текучей массы с напором, достаточным для сквозного прохождения через сшиваемые ткани.

Желательно диаметр фильер выбирать с учетом толщины и плотности сшиваемых тканей. При этом диаметр фильер может колебаться от нескольких долей миллиметра в сторону уменьшения. Выдавливаемая через такие фильеры текучая масса пронизывает сшиваемые ткани и, быстро отвердевая в них, образует нити, соединяющие ткани. Однако для получения герметичного шва (например, шва легочной ткани) желательно, чтобы нить располагалась не только внутри тканей, но и на поверхности, образуя замкнутое кольцо.

Для этого возможно на поверхностях рабочих губок, взаимодействующих со сшиваемыми тканями, выполнить канавки, приспособленные для заполнения текучей массой в процессе сшивания и образования замкнутых кольцевых скрепляющих элементов, не имеющих узлов, которые, как правило, присутствуют, например, в ручном шве, повышая травматичность.. .

Возможно также на поверхностях рабочих губок, взаимодействующих со сшиваемыми тканями разместить тонкие прокладки из биосовместимого быстро рассасывающегося материала, способного к взаимодействию с текучей массой в процессе сшивания и образования герметичного шва.

Механизм подачи текучей массы может быть сообщен с внешним источником давления.

Между емкостью с текучей быстротвердеющей массой и фильерами расположена заслонка, которая автоматически открывается при повышении давления в емкости до заданного значения.

В предпочтительном варианте емкость с текучей массой выполнена в виде ряда отдельных капсул, размещенных в полости губки над фильерами и сообщенных с ними, при этом выход каждой капсулы защищен мембраной, способной к разрушению при повышении давления в капсуле или при взаимодействии с острыми кромками фильер при повышении давления в капсуле.

В другом варианте выполнения устройства текучая масса может быть размещена в единой емкости, расположенной в полости вдоль всей ее длины и соединенной с фильерами посредством заслонки, выполненной в виде ряда поворотных клапанов, установленных на одной оси, при этом привод изменения положения клапанов синхронизирован с механизмом изменения давления в капсулах.

Еще в одном варианте осуществления емкость с текучей массой может быть соединена с фильерами заслонкой, образованной тремя пластинами с совпадающими отверстиями, из которых средняя пластина подвижна относительно других пластин и при смещении открывает и закрывает эти отверстия, при этом привод изменения положения средней подвижной пластины синхронизирован с механизмом изменения давления в емкости

В предпочтительном варианте выполнения фильеры расположены в один или в два и более рядов в шахматном порядке.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой полезной модели, состоит в том, что фильеры могут быть выполнены существенно меньшего диаметра, чем полые иглы. При этом травма тканей при малом диаметре фильер и соответственно формируемых ими нитей, сопоставима с травмой, наносимой тканям прокалывающей заостренной иглой такого же диаметра.

Для соединения хрящевых или костных тканей необходимо создавать предварительно каналы, заполняемые соединяющим веществом. Каналы можно создавать при помощи лазерных лучей или сверл соответствующего диаметра

Краткое описание чертежей

В дальнейшем полезная модель поясняется описанием конкретных вариантов ее осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 изображает один из видов сшивающих аппаратов в общем виде сбоку, с частичным разрезом в области корпуса и в области неподвижной губки.

Фиг. 2 - рабочие губки, частичный разрез неподвижной губки, увеличено.

Фиг. 3 - эндоскопический зажим с продавливающим устройством, в общем виде сбоку, с частичным разрезом в области корпуса и неподвижной губки.

Фиг. 4 - хирургический зажим с продавливающим устройством в общем виде сбоку, с частичным разрезом в области одной из рабочих губок.

Фиг. 5 - сшивающий аппарат с параллельными губками в общем виде сбоку, с частичным разрезом в области корпуса и подвижной губки.

Фиг. 5а - подвижную губку аппарата, изображенного на фиг. 5 с частичным разрезом, увеличено. Заслонка в виде подвижной пластины, заслонка закрыта.

Фиг. 56 - подвижную губку аппарата, изображенного на фиг. 5 с частичным разрезом, увеличено. Заслонка в виде клапанов на одной оси, заслонка закрыта.

Фиг. 5в - то же, что и на фиг. 56, заслонка открыта.

Фиг. 6 - то же, что и на фиг. 5, вариант с емкостью в виде ряда капсул.

Подробное описание конкретных вариантов осуществления.

Варианты сшивающих устройств согласно, настоящей полезной модели, представленные на чертежах, включают в себя следующие элементы:

1 - корпус аппарата, 2 - неподвижная рабочая губка, 3 - подвижная рабочая губка, 4 - ось подвижной губки, 5 - рукоятка подвижной губки, 6 - ось рукоятки подвижной губки, 7 - возвратная пружина рукоятки подвижной губки, 8 - палец штока подвижной губки, 9 - шток подвижной губки, 10 - ось штока подвижной губки, 11- участок с зубцами на проксимальном конце штока подвижной губки,

12 - крючок-фиксатор для зубцов штока подвижной губки, 13 - пружина для крючка 12, 14 - винтовая рукоятка для продавливания быстротвердеющей массы, 15 - шарнир между рукояткой и штоком, 16 - шток для продавливания быстротвердеющей массы, 17 - толкатель для продавливания быстротвердеющей массы, 18 — капсулы с быстротвердеющей массой, 19 — заслонка, 20 - шток заслонки, 21 - фильеры, 22 - рукоятка зажима губки со штоком, 23 -рабочая губка со штоком, 24 - вторая рукоятка зажима, 25 - вторая рабочая губка, 26 - ось зажима, 27 - рассасывающаяся биосовместимая накладка на рабочих губках.

Сшивающее устройство, представленное в общем виде на фиг. 1 и 2, содержит корпус 1 с неподвижной губкой 2 и подвижной губкой 3. Подвижная губка 3 установлена на оси 4 с возможностью вращения вокруг нее. Управляют подвижной губкой при помощи рукоятки 5, которая установлена на оси 6 в корпусе аппарата 1. Рукоятка 5 имеет возвратную пружину 7. Короткое плечо рукоятки 5 имеет овальное отверстие, через которое проходит палец 8 штока 9. Дистальный конец штока 9 связан с подвижной губкой 3 посредством шарнира

10. На проксимальном конце штока 9 имеется участок 11 с зубцами, которые входят в зацепление с крючком-фиксатором 12, поджатым пружиной 13 к зубцам

11. Таким образом, крючок-фиксатор 12 фиксирует подвижную губку 3 в заданном положении. Подъем крючка 12 освобождает подвижную губку от фиксации.

Вторая рукоятка 14 имеет винтовую резьбу, которой соответствует внутренняя резьба в верхней части корпуса аппарата 1. Это позволяет рукоятке 14 при вращении линейно перемещаться в корпусе аппарата 1. Второй конец винтовой рукоятки 14 расширен в виде шара, который вращается в гнезде 15 в проксимальном конце штока 16, образуя шарнир. Этот шарнир позволяет трансформировать вращательное движение рукоятки 14 в прямолинейное перемещение штока 16.

Дистальный конец штока 16, показанный на фиг.1 и 2, имеет фигурную форму и выполняет функцию толкателя 17 для выдавливания быстротвердеющей массы из каждой капсулы, т.е. является по существу конечным звеном механизма подачи текучей массы в зону прошивания.

В некоторых вариантах выполнения сшивающего устройства, согласно изобретению, механизм подачи текучей массы в зону прошивания может быть сообщен с внешним источником давления (на чертежах не показано). На фиг. 2 представлены рабочие губки аппарата в увеличенном виде, рабочая губка 2 - в разрезе. Рабочая губка 2 выполнена полой и в ней расположена емкость с текучей массой. В данном случае емкость с текучей массой выполнена в виде отдельных капсул 18, распределенных по всей полости губки. Конфигурация штока 16 позволяет выдавливать все содержимое из всех капсул 18 в губке 2. Дно каждой капсулы закрыто заслонкой 19. Заслонки могут быть выполнены в виде мембраны, разрывающейся при повышении давления в капсуле. Но может быть общая заслонка, например, в виде трех параллельных пластин, из которых внутренняя пластина подвижна относительно наружных пластин. В пластинах имеются отверстия, которые совпадают при определенном положении внутренней пластины. Внутренняя пластина соединена со штоком 20, который в свою очередь соединен со штоком 16. Перемещение штоков 16 и 20 позволяет открывать все отверстия в заслонке 19 синхронно с повышением давления в капсулах 18. Капсулы 18 посредством заслонок 19 сообщены своими выходами с фильерами 21, выполненными в стенке рабочие губки 2, прилегающей к сшиваемым тканям.

Таким образом, вращением рукоятки 14, выполняющей функцию механизма изменения давления обеспечивают повышение давления в капсулах 18 и открывание заслонки 19, позволяя быстротвердеющей массе под давлением вытекать из капсул 18 через фильеры 21. При этом подача текучей массы через фильеры 21 обеспечивается под напором, достаточным для формирования тонких струй по диаметру фильер 18, пронизывающих сшиваемые ткани. Фильеры 21 могут быть расположены в один ряд или в два и более рядов в шахматном порядке с учетом параметров фильер и размеров поверхности губки, прилегающей к сшиваемым тканям. Фильеры 21 могут иметь разный диаметр в зависимости от толщины и плотности подлежащих сшиванию тканей.

Соседние отверстия фильер на наружной стороне губки 2 соединяются канавками. Подобные канавки имеются и на поверхности губки 3, прилежащей к прошиваемым тканям. Это создает условия для образования замкнутого кольца нити.

На фиг. 3 представлен хирургический эндоскопический зажим. Этот зажим имеет удлиненный корпус 1 с рукоятками, расположенными по существу перпендикулярно длинной оси корпуса. Одна из рукояток неподвижна. В дистальном отделе корпус заканчивается неподвижной рабочей губкой 2. Вторая рабочая губка 3 подвижна по отношению к губке 2, установлена на оси 4. Губка 3 управляется подвижной рукояткой 5, которая вращается на оси 6. Малое плечо рукоятки 5 с помощью пальца 8 связано со штоком 9. Дистальный конец штока 9 посредством шарнира 10 связан с подвижной губкой 3.

Неподвижная и подвижная рукоятки заканчиваются кольцами для пальцев хирурга и имеют кремальеры, благодаря которым возможна фиксация положения подвижной рукоятки 5 и подвижной губки 3.

В корпусе также имеется винтовая рукоятка 14, которая управляет штоком 16. Для перевода вращательно-поступательного движения рукоятки 14 в прямолинейное движение штока 16 между ними установлен шарнир 15. Шток 16 располагается в корпусе 1 и неподвижной губке 2. Дистальный конец штока 16 прилегает к емкости с текучей массой, в данном примере выполненной в воде единой капсулы 18, расположенной по всей длине полости в дистальном конце неподвижной губки 2. Капсула 18 непосредственно соединена с фильерами 21, расположенными в стенке неподвижной губки 2, прилежащей к соединяемым тканям. Часть капсулы 18, в местах соединения с фильерами, выполнена в виде мембраны, которая разрывается при повышении давления в капсуле, т.е. выполняет функцию заслонки.

После сжатия рабочими губками зажима соединяемых тканей вращают рукоятку 14, которая посредством штока 16 обеспечивает выталкивание под давлением из капсулы 18 быстротвердеющей массы через фильеры в прилежащие соединяемые ткани с образованием тонких струй по диаметру фильер, пронизывающих сшиваемые ткани.

На фиг. 4 представлен стандартный хирургический зажим, образованный двумя зеркальными частями, имеющих рукоятки 22 и 24 с кремальерами для пальцев хирурга и двумя рабочими губками 23 и 25. Обе части соединены осью 26.

На дистальном конце одной из губок зажима, в данном примере, 23 имеется полость, в которую может быть вставлена капсула 18 с быстротвердеющей массой. Нижняя поверхность капсулы 18 представляет собой мембрану, которая выполняет функцию заслонки - она разрывается при повышении давления в капсуле или прокалывается острыми верхними краями фильер 18 при смещении дна капсулы в результате повышения давления внутри нее. Заслонка плотно прилегает к фильерам 21, выполненным в стенке рабочей губки 23, прилежащей к скрепляемым тканям. Сбоку к капсуле 18 прилегает дистальный конец штока 16, который располагается вдоль рабочей губки 23 в защитном кожухе. В проксимальном конце шток 16 соединен посредством шарнира 15 с винтовой рукояткой 14.

На дистальных концах губки 23 (в области фильер) и противоположной губки 25 укладываются прокладки 27 из биосовместимого материала, который способен рассасываться через определенные сроки, а также в процессе прошивания вступать во взаимодействие со струями текучей массы с образованием кольцевого герметичного шва.

После сжатия рабочими губками 23 и 25 соединяемых тканей вращают рукоятку 14 и шток 16 выдавливает из капсулы 18 быстротвердеющую массу через фильеры в прилежащие соединяемые ткани.

Подобные зажимы найдут широкое применение для гемостаза при любых операциях.

На фиг. 5 представлен сшивающий аппарат типа УКЛ, широко используемый в хирургической практике. Удлиненный корпус 1 аппарата заканчивается неподвижной рабочей губкой 2, расположенной перпендикулярно продольной оси корпуса. Параллельно неподвижной губке располагается подвижная губка 3. Рукоятка 5 подвижной губки 3 находится в проксимальном отделе корпуса 1 и соединена (резьбовое соединение) с подвижной губкой 3 полым штоком 9, который находится внутри корпуса 1. Вращение рукоятки 5 приводит к перемещению подвижной губки 3 в обе стороны.

Над рукояткой 5 расположена также винтовая рукоятка 14, которая перемещает шток 16, установленный внутри полого штока 9. Шток 16 соединен с толкателем 17, который в данном примере имеет форму пластины, расположенной в подвижной губке 3 над емкостью ( единой капсулой 18) с быстр отвердеющей массой. Один край пластины - толкателя 17 выступает за пределы края емкости и имеет скошенную форму. Это более четко видно на фиг. 5а, на которой изображена рабочая губка 3 аппарата с некоторым увеличением. Нижняя поверхность капсулы 18 плотно прилегает к верхней поверхности, состоящей из трех пластин, заслонки 19 и через нее сообщена с фильерами 21, выполненными в нижней стенке подвижной губки, прилегающей к прошиваемым тканям. При этом нижняя пластина заслонки 19 плотно прилегает к фильерам 21, средняя подвижная пластина заслонки 19 имеет отверстия, аналогичные отверстиям, выполненным в верхней и нижней неподвижных пластинах. Когда средняя пластина сдвинута вправо и край её выступает за край капсулы 18 и прилегает к скошенному краю толкателя 17 , как показано на фиг. 5 а, то отверстия в заслонке не совпадают - заслонка закрыта. Когда пластина- толкатель 17 опускается и начинает давить на капсулу 18, скошенный край толкателя 17 смещает среднюю пластину заслонки 19 влево, отверстия в пластинах заслонки располагаются соосно — заслонка открыта. Таким образом обеспечивается синхронность изменения положения средней пластины заслонки 19 с изменением давления в емкости с текучей массой под воздействием механизма изменена давления - толкателя 17.

На фиг. 5 б и 5 в показан еще один вариант заслонки 19, в которой капсула 18 с быстротвердеющей массой сообщена с фильерами 21 посредством каналов с поворотными клапанами, расположенными на одной оси. Ось поворачивается скошенным краем пластины - толкателя 17 при начале её надавливания на капсулу 18. На фиг. 5 б видны отверстия в каналах, т.к. отверстия расположены перпендикулярно оси каналов - все клапаны закрыты. На фиг. 5в клапаны повернуты, т.е. открыты, их отверстия не видны.

При помощи рукоятки 5 рабочими губками 2 и 3 соединяют и слегка сдавливают подлежащие сшиванию ткани. Затем начинают вращать рукоятку 14. Давление от рукоятки 14 через шток 16 и толкатель 17 передается на капсулу 18, при этом скошенный край толкателя 17 сдвигает среднюю подвижную часть заслонки 19 (фиг. 5а) или поворачивает ее ось (фиг 5в). Это открывает сообщение капсулы 18 с фильерами 21 и при достижении заданной величины давления текучая быстротвердеющая масса из капсулы 18 поступает через фильеры 21 в прошиваемые ткани. Через несколько секунд, после полимеризации образовавшихся тонких нитей, рабочие губки раздвигают, сшивающее устройство удаляется.

На фиг. 6 изображен то же сшивающее устройство, что и на фиг. 5, но вместо общей капсулы 18 использованы отдельные, более мелкие капсулы 18, расположенные в один ряд или в два и более рядов в шахматном порядке вдоль всей поверхности подвижной губки, прилегающей к прошиваемым тканям. В этом варианте дно каждой капсулы, прилегающей плотно к фильерам, выполнено в виде мембраны, разрывающейся при повышении давления в ней. Этот вариант более экономный в расходовании быстротвердеющей массы и позволяет использовать готовые магазины с капсулами различной величины и формы с соответствующими фильерами в зависимости от свойств сшиваемых тканей. Таким образом, предлагается техническое решение для соединения биологических тканей путем продавливания в ткани через фильеры текучей биосовместимой бысгротвердеющей массы. Варианты данного технического решения могут быть использованы в сочетании с различными хирургическими сшивающими аппаратами и зажимам. Конфигурация и диаметр фильер зависит от характера сшиваемых тканей. Это создает благоприятные условия для заживления тканей, ускоряет ход оперативных вмешательств, решает вопросы окончательного гемостаза без коагуляции тканей и поможет в дальнейшем автоматизировать часть операционной работы.