用于将外科缝合线附接到外科针且测试带臂的外科针的方法、系统和装置与流程

本专利申请整体涉及具有附接到外科针的端部的缝合线的带臂的外科针，并且更特别地涉及用于制作带臂的外科针的自动化型锻机。

相关技术的描述

通常利用手动、半自动化和全自动化过程制造带臂的外科针(即，具有附接到其一个端部的缝合线的针)，手动、半自动化和全自动化过程将一定长度的缝合线材料进给到外科针的缝合线接收开口中，并且将外科针型锻(即，压缩)到缝合线尖端。

将针型锻到缝合线通常涉及将缝合线的自由端插入外科针的针筒的轴向孔中，并且在型锻模冲击在针筒的外表面上时，将缝合线保持在轴向孔内，从而将孔的一部分压缩到缝合线上。轴向孔的所压缩部分通过机械干涉和表面摩擦抓紧缝合线。进行型锻过程，以在针筒和缝合线之间产生附接，该附接达到或超出“拉出”强度标准。

一种提供良好的缝合线附接的方法是多次击打型锻，其中针受到受控深度的型锻，然而压缩分布在针筒的大面积上(例如，围绕针筒的圆周)。为了实现这种型锻，可以将针在多次型锻压缩之间相对于型锻模旋转。这样，执行多次成角度地偏移型锻操作，以将单根针附接到单根缝合线。虽然该方法提供了可靠的附接，但是对针筒的每次击打会在针筒和缝合线中产生应力。针和缝合线材料具有一定程度的可锻性，但是当达到可锻性极限时，该材料将失效，就针而言致使开裂和失去附接或破损。当使用包括诸如4310ss、镍-钛ss和420ss之类高级合金在内的较硬合金时，开裂是个特有的问题。此外，针材具有一些弹性，以至于残余应力的释放会导致针筒随时间推移而松弛，从而导致针孔和缝线之间失去附着。

在stametz等人的共同转让的美国专利8,214,996中公开了一种涉及在型锻操作期间使零件的失效最小化的改进，该专利的公开内容据此以引用方式并入本文。在一个实施方案中，‘996专利公开将缝合线附接到针筒的方法。在一个实施方案中，第一压缩行程使针筒的径向顶部压靠已经插入到针筒的孔中的缝合线，同时约束针筒的径向底部和径向侧面以防变形。第二压缩行程使针筒的底部压靠缝合线，同时约束侧面以防变形。在另一实施方案中，针筒的顶部侧面和底部侧面被压缩，而针筒的相对的侧向侧面被约束以防变形。在一个实施方案中，用于将缝合线附接到针筒的器械包括两个锻模组，每个锻模组包括锻模，锻模在其中带有凹槽。在一个锻模组中，凹槽在顶部被压缩时保护针筒的底部和侧向侧面免于变形。在另一个锻模组中，凹槽在针筒的底部被压缩时保护针筒的侧向侧面免于变形。

已经付出涉及自动形成带臂的针的许多努力。例如，demarest等人的共同转让的美国专利6,081,981(该专利的公开内容据此以引用方式并入本文)教导了用于自动形成带臂的外科针且用于将带臂的外科针自动包装在包装托盘中的方法。在一个实施方案中，方法包括在分度传送机上分拣和存放多个针；使得机器人夹持器装置能够顺序地拾取针，并且将拾取的针放置到精密传送机装置中，以用于自动顺序输送到第一站；利用第一分度装置用于将针从第一站顺序地分度到第二站以形成带臂的针，第一分度装置在高度上提高；在第二站处，自动地将缝合线股线的自由端插入针的缝合线接收开口中，围绕缝合线的自由端型锻针，并且将缝合线股线切割成预先确定的确切长度以形成带臂的针。在一个实施方案中，将所形成的带臂的针顺序插入分度到后续站的相应的单个包装托盘中，后续站已经根据针的大小相对于第一分度装置在高度上进行取向。在另外的后续站处，托盘和其中停放的带臂的针受到至少一次迅速缠绕操作，以围绕托盘的外围通道缠绕缝合线。

lenihan等人的共同转让的美国专利7,185,411(该专利的公开内容据此以引用方式并入本文)教导了用于形成带臂的缝合线的器械，该器械包括用于接收、保持和型锻存放在其中的针的型锻站。在一个实施方案中，线性马达驱动缝合线插入夹持器，该缝合线插入夹持器从供应卷盘拉伸缝合线，并且将缝合线上的切割端部插入到保持在型锻站中的针中。带有多个间隔开的针夹持器单元的成组针转移组件沿着与缝线基本成直角的线运送针，并且将针转移到型锻站和其他针处理站且从型锻站和其他针处理站转移针。在一个实施方案中，精密器在放置在型锻站之前对针进行取向，并且拉伸测试组件在破坏性和非破坏性模式下测试带臂的缝合线。生产线的两端可例如通过机器人为自动化的，该机器人分别在型锻之前和之后装载和卸载针。器械能够通过使用用于缝合线插入夹持器的可旋转安装架和辅助环路夹持器形成双臂缝合线。缝合线转移夹持器从多层堆叠的滑动台向上延伸到缝合线。缝合线转移夹持器与缝合线插入和环路夹持器配合以在切割、插入和转移到拉伸测试器械期间保持缝合线，并且从而在处理期间保护缝合线。

在形成带臂的针之后，带臂的针必须被测试以确定带臂的针是否满足由外科医生需求的某些要求。例如，美国专利3,980,177公开了外科医生或医务人员在缝合之后能够从缝合线拆卸带臂的外科针以避免用剪刀切割缝合线的必要性的要求。‘177专利公开了针-缝合线组合，针-缝合线组合根据缝合线的大小具有约三(3)盎司和26盎司之间的直拉出值。然而，‘177专利没有公开用于测试带臂的外科针以确定带臂的外科针的拉出值(即，对从缝合线拆卸针必需的力)的装置。

美国专利4,922,904公开了用于在型锻步骤之后且在切割缝合线之前通过将张力施加到缝合线确认缝合线的长度是否已牢固地连接到外科针的系统。‘904专利没有公开用于确定将针与缝合线分离所需的力的量的方法。

demarest等人的共同转让的美国专利5,487,308(该专利的公开内容据此以引用方式并入本文)教导了用于测试带臂的外科针的强度的自动拉伸测试器械。在一个实施方案中，器械包括支撑刀片，支撑刀片用于支撑带臂的针的缝合线接收端部，并且在其中具有至少一个缝合线接收引导件。第一夹持装置被提供用于以释放的方式将带臂的针保持在取向的位置中，并且用于将带臂的针定位在支撑刀片处，以使得从其垂下的缝合线股线能够穿线于缝合线接收引导件处。第二缝合线夹持器在支撑刀片的缝合线接收引导件下面的位置处夹持缝合线。配重到预先确定的重量的滑块连接到第二缝合线夹持器，以用于在缝合线股线上施加受控的正向下力。当第一夹持装置释放第一夹持装置对带臂的针的夹持且第二夹持装置和滑块被释放时，将正向下力施加到缝合线股线以对带臂的针执行最小拉伸测试。也通过装置执行破坏性拉伸测试，该装置生成抵抗滑块的正力，该正力足以将缝合线从针移去。

尽管上面的改进，仍然需要灵活的自动型锻(fas)机，灵活的自动型锻(fas)机有效和高效地将带臂的外科针生产到包括高可靠性和低失效率的严格的标准。尽管上面的改进，存在对以下的持续需要。

技术实现要素：

在一个实施方案中，将外科缝合线附接到外科针的自动化方法优选地包括提供具有前端和后端的外科缝合线；使用第一缝合线夹持器以固定外科缝合线的前端；朝向具有缝合线接收端部的外科针向下游推进第一缝合线夹持器，并且将外科缝合线的前端插入外科针的缝合线接收端部中，由此第一缝合线夹持器将第一张力水平施加到外科缝合线。

在一个实施方案中，方法优选地包括执行型锻操作以用于将外科缝合线的前端附接到外科针的缝合线接收端部，同时维持外科缝合线上的第一张力水平；使用第二缝合线夹持器以将外科缝合线固定在第一缝合线夹持器的上游的位置处；并且朝向第一缝合线夹持器和外科针向下游推进第二缝合线夹持器，以用于将施加到在第二缝合线夹持器和外科针之间延伸的外科缝合线的区段的张力减小到第二张力水平，第二张力水平小于第一张力水平。

在一个实施方案中，在减小张力步骤之后，将第一缝合线夹持器从外科缝合线的前端释放，并且将第一缝合线夹持器移动到在第二缝合线夹持器的上游位置。在释放和移动第一缝合线夹持器步骤之后，方法有利地包括闭合第一缝合线夹持器以将外科缝合线的区段固定在第二缝合线夹持器的上游的位置处；并且在第一缝合线夹持器和第二缝合线夹持器之间的位置处切割外科缝合线，以形成在外科针和第二缝合线夹持器之间延伸的切割缝合线区段。

在一个实施方案中，在切割缝合线步骤期间，施加到在第一缝合线夹持器和第二缝合线夹持器之间的缝合线的张力为约50克-200克，并且施加到在第二缝合线夹持器和外科针之间的缝合线的张力为约15克-25克。

在一个实施方案中，方法包括使用针夹持器固定外科针，并且在切割步骤之后，使用针夹持器和第二缝合线夹持器以将外科针和切割缝合线区段转移到拉伸测试站。在一个实施方案中，方法有利地包括当外科针和切割缝合线区段被转移到拉伸测试站时，使第二缝合线夹持器移动远离针夹持器，以用于将切割缝合线区段中的张力从第二张力水平增加到第三张力水平，第三张力水平大于第二张力水平。在一个实施方案中，第一张力水平为约50克-200克，第二张力水平为约15克-25克，并且第三张力水平为约40克。

在一个实施方案中，方法优选地包括在拉伸测试站处，使用第三缝合线夹持器以将切割缝合线区段固定在外科针和第二缝合线夹持器之间的位置处，并且使第三缝合线夹持器移动远离外科针，以用于将切割缝合线区段上的张力增加到第四张力水平，第四张力水平大于第三张力水平。

在一个实施方案中，自动化系统包括缝合线卷轴，缝合线卷轴具有缠绕在卷轴上的缝合线材料。在一个实施方案中，方法优选地包括使用第一缝合线夹持器用于从缝合线的卷轴分配一定长度的外科缝合线，并且使分配长度的外科缝合线穿过位于缝合线的卷轴和第一缝合线夹持器之间的张力装置，以用于将施加到分配长度的外科缝合线的张力维持在第一张力水平。

在一个实施方案中，第一缝合线夹持器和第三缝合线夹持器包括电动缸，并且第二缝合线夹持器装置为包括动圈技术或音圈致动器技术的可编程电致动器。

在一个实施方案中，系统优选地包括中央处理单元，中央处理单元用于自动控制第一缝合线夹持器、第二缝合线夹持器和第三缝合线夹持器以及针夹持器的操作。在一个实施方案中，中央处理单元包含用于制造具有不同大小的外科针和不同大小的缝合线的带臂的外科针的不同程序。

在一个实施方案中，将外科缝合线附接到外科针的方法优选地包括提供卷轴，卷轴具有围绕卷轴缠绕的外科缝合线；使外科缝合线的前端穿过张力装置；提供位于初始位置处的第一缝合线夹持器且闭合第一缝合线夹持器以固定外科缝合线的前端；以及朝向具有缝合线接收端部的外科针向下游推进第一缝合线夹持器，并且将外科缝合线的前端插入外科针的缝合线接收端部中，其中第一缝合线夹持器将第一张力水平施加到在第一缝合线夹持器和张力装置之间延伸的外科缝合线的区段。

在一个实施方案中，方法有利地包括将外科缝合线的前端附接到外科针的缝合线接收端部，同时维持外科缝合线上的第一张力水平；使用第二缝合线夹持器以将外科缝合线固定在第一缝合线夹持器的上游的位置处；朝向外科针向下游推进第二缝合线夹持器，以用于将施加到在第二缝合线夹持器和外科针之间延伸的外科缝合线的区段的张力减小到第二张力水平，第二张力水平小于第一张力水平，并且在减小张力步骤之后，将第一缝合线夹持器从外科缝合线的前端释放，并且将第一缝合线夹持器向上游移动到初始位置。在一个实施方案中，在释放和移动第一缝合线夹持器步骤之后，优选地闭合第一缝合线夹持器以固定在第二缝合线夹持器和张力装置之间延伸的外科缝合线的区段，并且在第一缝合线夹持器和第二缝合线夹持器之间的位置处切割外科缝合线，以形成在外科针和第二缝合线夹持器之间延伸的切割缝合线区段。

在一个实施方案中，方法优选包括使用针夹持器固定外科针，并且在切割步骤之后，使用针夹持器和第二缝合线夹持器以将外科针和切割缝合线区段转移到拉伸测试站。在一个实施方案中，当外科针和切割缝合线区段被转移到拉伸测试站时，使第二缝合线夹持器移动远离外科针，以用于将切割缝合线区段中的张力从第二张力水平增加到第三张力水平，第三张力水平大于第二张力水平且小于第一张力水平。

在一个实施方案中，方法包括在拉伸测试站处，使用第三缝合线夹持器固定在外科针和第二缝合线夹持器之间的延伸的切割缝合线区段，并且使第三缝合线夹持器移动远离外科针，以用于将切割缝合线区段上的张力增加到第四张力水平，第四张力水平大于第三张力水平。

在一个实施方案中，第一张力水平在约50克-250克之间，第二张力水平在约10克-20克之间，并且第三张力水平在约20克-40克之间。在一个实施方案中，第一张力水平为约200克，并且第二张力水平为约20克。

在一个实施方案中，自动化系统优选地包括中央处理单元，中央处理单元用于自动控制第一缝合线夹持器、第二缝合线夹持器和第三缝合线夹持器以及针夹持器的操作，由此中央处理单元包含用于使用不同大小的外科针和不同大小的缝合线制造带臂的外科针的不同程序。

在一个实施方案中，在切割步骤期间，施加到在第一缝合线夹持器和第二缝合线夹持器之间的缝合线的张力为约50克-200克，施加到在第二缝合线夹持器和外科针之间的缝合线的张力为约15克-25克，并且施加到在第一缝合线夹持器和张力装置之间的缝合线的张力为约50克-200克。

在一个实施方案中，将外科缝合线附接到针且测试附接的方法优选地包括使用第一缝合线夹持器从缝合线的卷轴分配一定长度的外科缝合线，并且使用外科针夹持器用于使外科针保持静止，外科针具有缝合线接收端部。在一个实施方案中，将缝合线的自由前端插入且附接到外科缝合针的接收端部。在一个实施方案中，第二缝合线夹持器位于第一缝合线夹持器和外科针之间。在一个实施方案中，在第二缝合线夹持器已经闭合用于夹持缝合线之后，朝向外科针向下游推进第二缝合线夹持器，以减小缝合线上的张力水平。可通过将第二缝合线夹持器移动预先确定的距离以减小张力、或通过将张力水平改变为由第二缝合线夹持器上的力传感器测量的预先确定的有区别的张力，减小缝合线上的张力。

在一个实施方案中，打开第一缝合线夹持器用于释放缝合线，并且朝向缝合线卷轴移动第一缝合线夹持器，以用于在第二夹持器和缝合线卷轴之间的位置处重新抓紧缝合线。可切割在重新定位的第一缝合线夹持器的下游侧与第二缝合线夹持器的上游侧之间的缝合线。在缝合线材料被切割之后，第二夹持装置优选地使用张力控制系统朝向外科针向下游移位，以减小针附接装置和第二夹持器之间的张力水平。在一个实施方案中，缝合线和外科针优选地移动到拉伸测试站，其中缝合线由定位在第二缝合线夹持器和针之间的第三缝合线夹持器抓紧。第三缝合线夹持器优选地用于将缝合线上的张力增加到代表最小可接受附接强度的预先确定的张力或增加到将缝合线与针分离所需的张力。

在一个实施方案中，用于制作带臂的针的自动化系统包括从卷轴拉伸缝合线，将缝合线插入外科针的端部中的孔中，型锻(即，卷曲)针或以其他方式将针附接到缝合线，将缝合线切割成所需长度，并且将针和缝合线转运到下一个组件用于另外的处理。

在一个实施方案中，自动化系统能够生产带臂的外科针，由此在直径上针的大小范围在约12密耳-50密耳之间，并且缝合线材料的大小范围为从usp6-0至usp1。

当使用fas机制造带臂的针时，精细的缝合线类型可容易地由缝合线与fas机的内部部件之间的非故意接触损坏。在一个实施方案中，为了使对缝合线的损坏最小化，将缝合线保持在两个夹持器之间，两个夹持器同时一起移动，以将针和缝合线从型锻站转移到拉伸测试站。在缝合线由两个夹持器悬挂和控制的情况下，缝合线在两个站之间的转移期间不能变成为缠结或磨损。

在一个实施方案中，为了保留带臂的缝合线的转运能力和拉伸测试能力，缝合线优选地如上所述在两个夹持器之间转移，并且施加到缝合线的张力在转移过程期间变化。

在一个实施方案中，施加到缝合线用于清洁切割的张力的水平高于受控释放制程质量保证(ipqa)中的下限。如果张力没有降低到低于ipqa下限，则缝合线和针的附接将暴露于可从针拆卸缝合线的张力或力的水平。

在一个实施方案中，第二缝合线夹持器是致动器，该致动器结合诸如由加利福尼亚州卡尔斯巴德的smac公司(smaccorp.ofcarlsbad,california)出售的语音伺服线圈圆筒。第二缝合线夹持器优选地保持缝合线的切割后端。在缝合线被切割之后且在打开第一缝合线夹持器用于释放插入针开口中的缝合线的前端之前，第二缝合线夹持器通过smac单元朝向针移动，产生接近零的缝合线张力。然后，打开第一缝合线夹持器，其中缝合线张力低于ipqa下限。在缝合线已经被切割之后，第二缝合线夹持器朝向针向下游移位，使得缝合线与缝合线的切割位置偏移。借助于自动校准设置过程，在每一新批次开始时导出下游偏移位置。

在将所附接的针和缝合线转移到拉伸测试站期间，第二缝合线夹持器将施加到缝合线的张力从“接近零”(例如，10克-25克)升高到目标张力值(例如，40克或低于ipqa+25/-15)。在转移到拉伸测试站期间增加缝合线中的张力的目的是确保缝合线以最低合理张力量以直线呈现给拉伸测试站。在低张力下开始最小拉伸测试通过允许拉伸测试伺服马达具有足够长的时间来停止施加附加张力，减少测试结果的可变性。

在一个实施方案中，缝合线张力可当将缝合线固定到针(例如，在自动化型锻站处)且在拉伸测试站时，通过灵活的自动型锻机的控制系统自动升高和降低。在一个实施方案中，fas系统控制器可在第一缝合线夹持器和第二缝合线夹持器之间自动地将缝合线张力降低到低于ipqa，而呈现给缝合线切割器台的缝合线保持高于ipqa下限，从而允许缝合线的清洁切割。

在一个实施方案中，在将针和所附接的缝合线转移到拉伸测试站之前，针和缝合线附接装置没有暴露于高于ipqa下限的张力。在一个实施方案中，在针和缝合线从型锻站转移到拉伸测试站期间，缝合线张力从“接近零”张力升高到所有缝合线类型和规格的一致值。

在拉伸测试站处的最小拉伸测试开始时提供一致的张力减少最小拉伸测试结果的可变性，这允许降低拉伸测试站的最小拉伸张力设定点(更靠近ipqa下限)，从而由于分离导致更少的缝合线和针失效。这将导致更高的产出率。

下文将更详细地描述本发明的这些和其它优选实施方案。

附图说明

图1示出了根据本专利申请的一个实施方案的外科针和固定在外科针的针筒内的缝合线。

图2为图1所示的针筒和缝合线的剖视图。

图3a为包括用于将外科缝合线附接到外科针的锻模组的器械的正面剖视图。

图3b为图3a所示的器械的侧剖视图。

图4a为在型锻过程的压缩行程期间图3a的器械的正面剖视图。

图4b为图4a的器械的侧剖视图。

图5a-图5g示出了根据本发明的一个实施方案的用于将外科缝合线附接到外科针且测试外科缝合线和外科针之间的附接的方法。

具体实施方式

参考图1和图2，在一个实施方案中，外科针20具有弯曲主体22，该弯曲主体22带有具有针筒24的近侧端部和具有尖锐前端26的远侧端部。在一个实施方案中，针筒24具有孔28(诸如轴向孔)，孔28(诸如轴向孔)适于接收外科缝合线30的前端，以用于将外科缝合线附接到针筒24。图1示出了在弯曲主体22的近侧端部处的针筒24的剖开视图，其中外科缝合线30的前端插入针筒24的孔28中。在一个实施方案中，针筒24中的孔28具有等于或大于外科缝合线30的外径的内径，使得外科缝合线的前端可在型锻步骤之前被推进到孔中。

参考图2，在一个实施方案中，针筒24有利地具有圆形横截面，圆形横截面具有指定为r1的半径和指定为a1的中央纵向轴线。在一个实施方案中，针筒24的半径r1为约0.003英寸至约0.035英寸，并且更优选为约0.006英寸至约0.025英寸。外科针20可由多种多样的结实的生物相容材料制成，多种多样的结实的生物相容材料包括金属合金(诸如不锈钢、4310ss、镍钛(niti)ss和420ss)、或高级合金(诸如钨-铼(w-re)合金和耐火合金)。孔28有利地大小和形状被设定成接收外科缝合线30的前端，外科缝合线30可为尚未开发的任何数量的常规缝合线或缝合线类型中的一种。在一个实施方案中，缝合线30可具有usp6-0至usp1的大小范围。

在一个实施方案中，自动化系统能够生产在直径上具有约12密耳-50密耳的外科针大小范围、以及usp6-0至usp1之间的缝合线大小范围的带臂的针。

图3a和图3b示出了stametz等人的共同转让的美国专利8,214,996中公开的型锻器械的相应的正面剖视图和侧剖视图，该专利的公开内容据此以引用方式并入本文。在一个实施方案中，型锻器械具有相对的下锻模32和上锻模34，下锻模32和上锻模34朝向彼此靠近，以用于压缩外科针的针筒以将针筒固定到外科缝合线的前端。在一个实施方案中，下锻模32具有凹槽，凹槽带有用于接收外科针的针筒24的曲面36，并且上锻模34定位在针筒24上面。针筒24具有在12点钟位置处的第一径向顶部部分40和在6点钟位置处的第二径向底部部分42，以及分别在3点钟位置和9点钟位置处的相对的第一侧向部分44和第二侧向部分46。在一个实施方案中，针筒24的中央纵向轴线a1基本上与形成在下锻模32中的曲面36的轴线a2重合。缝合线30被定位在针筒24的孔28内。

图4a和图4b分别示出了在型锻器械的第一压缩行程期间下锻模32和上锻模34、针筒24和外科缝合线30的正面剖视图和侧剖视图。在一个实施方案中，上锻模34朝向下锻模32向下移动以压贴针筒24的第一径向顶部部分40，并且从而使第一径向顶部部分40变平，使孔28的内表面压靠缝合线30。针筒24的侧面44,46被形成在下锻模32中的凹槽的曲面36约束，不会显著变形，这防止针筒24在侧向方向上(即，在基本上垂直于上锻模34的移动的方向的方向上)扩展。另外，针筒的底部外表面42被下锻模32的曲面36约束，使得底部外表面42基本上不变形。在第一压缩行程期间，上锻模34的下表面临近下锻模32的上表面，然而相对的锻模表面彼此不接触。在上锻模34的向下行程结束时，下表面与上表面分离的距离d1可受型锻器械的操作者控制，并且可部分地受所期望的缝合线拉出强度以及锻模和针筒24的尺寸公差影响。在一个实施方案中，针筒24的顶部的压缩也使针筒成形为适形于上锻模34的下表面，以减少针筒24或缝合线30变弱的可能性。

参考图5a，在一个实施方案中，自动化缝合线/外科针附接和测试系统100优选地包括卷轴102，该卷轴102具有围绕卷轴102缠绕的外科缝合线材料104。自动化系统100有利地包括张力装置106，该张力装置106用于在缝合线104从缝合线卷轴102退绕用于附接到外科针时，维持缝合线104上的张力。在一个实施方案中，张力装置可具有辊，辊用于引导缝合线材料通过张力装置。在一个实施方案中，外科缝合线材料104的自由前端穿过张力装置106。

在一个实施方案中，缝合线材料可由常规的生物相容的可吸收的材料、不可吸收的材料、以及可吸收和不可吸收材料的组合制成。优选的不可吸收材料包括聚丙烯、聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯-六氟丙烯的聚合物共混物、聚乙烯、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、二醇-改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、含氟聚合物、尼龙等、以及类似物或它们的组合的共聚物。优选的可吸收聚合物材料包括聚二氧六环酮、羟基乳酸聚合物、聚乙醇酸、乙交酯和丙交酯的共聚物、聚氧杂酯和聚卡普隆。在某些优选的实施方案中，缝合线材料可包括可吸收和不可吸收材料的组合。此外，金属或陶瓷可以适用于某些应用，例如需要特定强度或耐腐蚀性的情况。在一个优选的实施方案中，缝合线材料优选地包括聚偏二氟乙烯和聚偏二氟乙烯-六氟丙烯材料的聚合物共混物。此外，这些材料中任一种可具有常规的表面改性，常规的表面改性包括涂覆、等离子体处理、治疗剂以及类似物。

在一个实施方案中，缝合线/外科针附接和测试系统100有利地包括第一缝合线夹持器108，该第一缝合线夹持器108可在打开构型和闭合构型之间移动，以用于选择性地释放和夹持缝合线材料104。在一个实施方案中，第一缝合线夹持器108有利地包括标准电动缸。

在一个实施方案中，缝合线/外科针附接和测试系统100优选地包括第二缝合线夹持器110，该第二缝合线夹持器110初始位于第一缝合线夹持器108的下游(即，第二缝合线夹持器110比第一缝线夹持器108更远离缝合线卷轴102)。在一个实施方案中，第二缝合线夹持器110可在打开构型和闭合构型之间移动，以用于选择性地释放和夹持(即，固定)外科缝合线104。

在一个实施方案中，第二缝合线夹持器110是结合动圈技术(也称为音圈致动器技术)的精密可编程电致动器。在一个实施方案中，结合动圈技术的第二缝合线夹持器类似于加利福尼亚州卡尔斯巴德的smac公司(smaccorporationofcarlsbad,california)出售的缝合线夹持器。参见www.smac-mca.com/technical-resources/moving-coil-technology。

结合动圈技术的可编程电致动器提供多于常规电动缸致动器的多个益处，该多个益处包括1)使得力、位置和速度完全可编程，2)以极高的速度或超低的速度执行，3)用亚微米准确度和可重复性执行，以及4)提供产品位置和/或尺寸的极其准确的感测。

结合动圈技术的可编程电致动器优先用于高循环定位、测量、检查和拾取以及放置应用的宽泛的范围。期望增加生产时间、简化设置且便于在生产运行期间对自动化型锻系统作出“动态”调节的制造商可通过使用结合动圈技术的可编程电致动器大幅度提高性能。

在一个实施方案中，音圈安置在强磁场中，并且电流可穿过线圈，以用于在任一方向上生成力。动圈装置生成的力的量由以下公式决定：

f∝nib其中：

f为所生成的力；

n为绕组的线匝数(常数)；

i为流过绕组的电流；并且

b为磁通量(常数)。

因而，通过控制电流，可准确地控制力输出。

结合动圈技术的可编程电致动器提供随时在操作-力、位置和速度模式之间进行切换的能力；为快速转换提供“动态”可调节移动；提供恒定的力监测和控制；并且可被编程以平稳和快速地减速，使得完全消除机械砰击。

结合动圈技术的可编程电致动器可在力、加速度和速度上进行编程，从而提供使用控制系统、控制器或中央处理单元(cpu)用快速转换来运行各种产品的能力。可在控制系统中存储和预设多种多样的不同的运动轨迹和程序。在一个实施方案中，结合动圈技术的可编程电致动器可在不同模式下操作：1)力模式：力模式是不使用来自编码器的反馈的开环。致动器的实际位置被持续监测但是对输出没有影响。2)速度模式：速度模式允许致动杆以给定的速度、加速度、力和方向移动。3)位置模式：位置模式将允许致动杆使用加速度、速度和力沿着行程移动到各个位置。在一个实施方案中，可能执行绝对、相对和“学习位置”移动。

在一个实施方案中，第二缝合线夹持器110被编程有例程，该例程允许夹持器钳口以低编程的力降落在部件的表面上。它赋予产品位置或尺寸的极其准确的感测，这对于处置精细或高价值的部件特别有用。在一个实施方案中，所编程的例程包括在不断地监测位置误差时在速度模式下的受控低力方法。一旦接触，位置误差就积累，直到达到预先编程的图，这导致夹持器钳口维持在部件的表面上的位置。

在一个实施方案中，系统100也有利地包括外科针夹持器125，该外科针夹持器125用于使外科针120保持静止，使得形成在外科针120的近侧端部处的针筒124中的孔与缝合线材料104的前端相对。

在一个实施方案中，缝合线卷轴102位于自动化系统100的上游端部处，并且外科针120位于自动化系统100的下游端部处。从上游端部朝向下游端部处的外科针推进缝合线材料。

在一个实施方案中，缝合线材料104从卷轴102退绕，并且通过张力装置106向下游推进缝合线材料104，使得缝合线材料104的前端112可通过第一缝合线夹持器108接合。在一个实施方案中，第一缝合线夹持器108闭合，以用于固定缝合线材料104的前端且使缝合线从缝合线卷轴102退绕。在用于将缝合线104附接到外科针120的方法的第一阶段期间，第一缝合线夹持器108和张力装置106协同工作，以将张力施加到在第一缝合线夹持器108和张力装置106之间延伸的缝合线材料104的区段。在一个实施方案中，由第一夹持器104和张力装置106施加到缝合线104的张力被指定为第一张力水平t1。在一个实施方案中，第一张力水平t1为约50-200克。

参考图5b，在一个实施方案中，闭合的第一缝合线夹持器108夹持缝合线104。在用于将缝合线104附接到外科针120的方法的第二阶段期间，第一缝合线夹持器108朝向外科针120向下游推进(即，到图5b中的左边)，使得外科缝合线104的前端112插入外科针120的针筒124的孔中。当缝合线插入外科针120的针筒124中时，针夹持器125优选地使外科针120保持静止。然后，针筒124被型锻(例如，如上面在图3a、图3b、图4a和图4b中所述)，以用于压缩针筒，并且将外科缝合线104的前端112固定到针筒。在一个实施方案中，当缝合线104插入针筒124的孔中且针筒被型锻时，第一缝合线夹持器108和张力装置106将缝合线材料104上的张力维持在第一张力水平t1(例如，在约50克-200克的范围内)。

在一个实施方案中，在用于将缝合线附接到外科针的方法的第二阶段结束时，由此第一缝合线夹持器108与外科针120相邻，第二缝合线夹持器110有利地具有由指定为p1的垂直线突出的初始位置。在一个实施方案中，当第一缝合线夹持器108夹持缝合线104的前端112时(图5b)，第二缝合线夹持器110优选地位于设计为p1的初始位置处，该初始位置在第一缝合线夹持器108的位置的上游。在图5b中，第二缝合线夹持器110处于打开构型，并且不与缝合线材料104接触。

参考图5c，在一个实施方案中，在用于将缝合线附接到外科针的方法的第三阶段期间，第一缝合线夹持器108保持闭合，以用于接合缝合线104的前端112，并且第二缝合线夹持器110移动到闭合构型中，以用于将缝合线104固定在第二缝合线夹持器的钳口之间。在第三阶段中，缝合线104上的张力水平在第二缝合线夹持器110的上游侧和下游侧上都是相同的。在一个实施方案中，缝合线材料的下游区段104a上的张力处于第一张力水平t1(例如，约50-200克)，并且缝合线材料的上游区段104b上的张力也处于第一张力水平t1(例如，约50-200克)。

参考图5d，在一个实施方案中，在将缝合线附接到外科针的方法的第四阶段期间，当第一缝合线夹持器108保持在闭合构型中用于夹持外科缝合线104的前端112且针夹持器125使外科针120保持静止时，具有音圈技术的闭合的第二缝合线夹持器110朝向外科针120向下游移位预先确定的距离d2。在一个实施方案中，第二缝合线夹持器从指定为p1的初始位置(图5c)移动到指定为p2的第二下游位置(图5d)，其等于指定为d2的距离。由于第二缝合线夹持器110的下游移位，在第二缝合线夹持器处于闭合构型用于固定缝合线104的情况下，缝合线材料的下游区段104a上的张力被减小到约15-25克的第二张力水平t2，第二张力水平t2小于缝合线材料的上游区段104b的张力，该张力保持在约50-200克的第一张力水平t1。

参考图5e，在一个实施方案中，在用于将缝合线附接到外科针的方法的第五阶段期间，在第二缝合线夹持器110保持在指定为p2的第二移位位置的情况下，第一缝合线夹持器108打开以释放缝合线104的前端112，缝合线104的前端112先前附接到外科针120的针筒124。打开的第一缝合线夹持器108优选地向上游移回到在上面图5a中所示的第一缝合线夹持器108的原始开始位置。在一个实施方案中，一旦第一缝合线夹持器已经返回到原始的开始位置，第一缝合线夹持器108就可移动到闭合构型，以用于固定用于附接到另一外科针的缝合线材料104的另一区段。在一个实施方案中，张力装置106和第一缝合线夹持器108之间以及第一缝合线夹持器108的下游侧和第二缝合线夹持器110的上游侧之间的张力水平优选地维持在第一张力水平t1(例如，约50-200克)处，而第二缝合线夹持器和外科针之间的缝合线的下游区段104a处于第二张力水平t2(例如，约15-25克)。

在一个实施方案中，在第一缝合线夹持器108闭合用于固定缝合线材料104之后，切割组件130优选地接合位于第一缝合线夹持器108的下游侧和第二缝合线夹持器110的上游侧之间的缝合线材料104的区段，以用于切割缝合线104。在使用切割组件130切割缝合线之前，上游缝合线区段104b上的张力处于第一张力水平t1(例如，约50-200克)，并且下游缝合线区段104a上的张力处于第二张力水平t2(例如，约15-25克)。将被切割的缝合线的区段上的较高张力使得更容易切割缝合线，并且确保通过缝合线形成清洁的切割线。

参考图5f，在一个实施方案中，在用于将缝合线附接到外科针的方法的第六阶段期间，在缝合线材料已经被切割以提供切割下游缝合线区段104a(切割下游缝合线区段104a具有固定到外科针120的针筒124的前端和由第二缝合线夹持器110固定的后端)之后，针夹持器125和第二缝合线夹持器110将外科针120和切割缝合线区段104a转移到拉伸测试站。在一个实施方案中，当外科针120和切割缝合线区段104a被运送到拉伸测试站时，具有音圈技术的第二缝合线夹持器110优选地远离外科针120的针筒124移动，以用于通过使第二缝合线夹持器110移动远离外科针120的针筒124，将切割缝合线区段104a上的张力水平从第二张力水平t2(例如，约15-25克)逐渐增加到更大的第三张力水平t3(例如，约40克)。施加到切割缝合线区段的更大张力使切割缝合线区段将被自动化系统的部件损坏的可能性最小化。在一个实施方案中，当外科针120和切割缝合线区段104a移动到拉伸测试站时，第一缝合线夹持器108保持闭合，以用于夹持上游缝合线区段104b的前端。闭合的第一缝合线夹持器108和张力装置106将上游缝合线区段104b的张力水平维持在第一张力水平t1(例如，约50-200克)。

参考图5f，在一个实施方案中，自动化系统优选地包括中央处理单元(cpu)，该中央处理单元(cpu)用于自动控制第一缝合线夹持器、第二缝合线夹持器和第三缝合线夹持器以及针夹持器的操作。在一个实施方案中，中央处理单元包含用于制造具有不同大小的外科针和不同大小的缝合线的带臂的外科针的不同程序。可在cpu中存储和预设多种多样的不同的运动轨迹和程序。在一个实施方案中，cpu包含使得具有动圈技术的第二缝合线夹持器能够在不同模式下操作的程序，不同模式包括：1)力模式：力模式是不使用来自编码器的反馈的开环。致动器的实际位置被持续监测但是对输出没有影响。2)速度模式：速度模式允许致动杆以给定的速度、加速度、力和方向移动。3)位置模式：位置模式将允许致动杆使用加速度、速度和力沿着行程移动到各个位置。在一个实施方案中，可能执行绝对、相对和“学习位置”移动。

参考图5g，在一个实施方案中，自动化缝合线/外科针附接和测试系统100优选地包括第三缝合线夹持器132，该第三缝合线夹持器132被构造成在打开构型和闭合构型之间移动，以用于选择性地释放和夹持缝合线材料。在一个实施方案中，第三缝合线夹持器132包括电动缸技术。在一个实施方案中，在针夹持器125使外科针保持静止且第二缝合线夹持器110固定切割缝合线区段104a的后端的情况下，第三缝合线夹持器132闭合，以用于夹持与外科针120的针筒124相邻的切割缝合线区段104a。在一个实施方案中，在第三缝合线夹持器132闭合用于固定切割缝合线区段104a之前，第二缝合线夹持器110将切割缝合线区段104a上的张力水平维持在第三张力水平t3(例如，约40克)。第三缝合线夹持器132优选地用于对针筒124和固定在针筒内的切割缝合线区段104a的前端之间的附接的强度进行拉伸测试。

虽然上述涉及本发明的实施方案，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下可设计本发明的其他和更多实施方案，这仅受下述权利要求范围的限制。例如，本发明设想本文所述的任何实施方案中所示或以引用方式并入本文的任何特征可与本文所述的任何其它实施方案中所示或以引用方式并入本文的任何特征结合，并且仍然落在本发明的范围内。