专利名称：外科器械的制作方法
技术领域：
本发明涉及外科器械，包括由纤维复合材料制成的基体，基体上带有至少一个从基体的后端延伸到前端的通道。
上述类型的外科器械优选用于最小侵害的外科手术。这种外科器械已由WO 97/07746公开。该文献，涉及到带有用于供液体流过的通道或者用于使用例如像光学玻璃纤维、导管、套针等其他器械的针。针的前端削尖，从而无需事先进行另外的切引便可进入所要治疗的或者所要检查的组织。
在最小侵害的手术中重要的是，为了确定器械在组织中的位置，在治疗期间要通过成象系统对外科器械的导航提供支持。为此特别适用的有核自旋-层析X射线照相术，也称为核磁共振成象术(Magnetic Resonanz Imaging，MRI)，但也适用其他的层折X射线断层照相方法，例如计算机层折X射线照相术(CT)。然而，外科器械与所要治疗或者所要检查的组织之间很大的磁导率差差异，会给正确显示成象系统内模拟图象的成象部位增加困难，甚至造成妨碍，因为磁导率的跃变将造成在MRI中使用的均匀磁场畸变。因此，所述的现有技术提出，外科针用非金属材料，最好用带有碳素纤维的纤维复合材料制造。为制造提出了“Pultrusions”方法，其中，在拉延工序中将基体裹在型芯上。然后再将型芯去除制成通道。也可以选择将准备好的基体裹在型芯上。
上述制造已公开的针的方法特别是由于需要型芯并将其去除而费用较大。
本发明的目的在于，提供一种上述类型的外科器械，其与现有技术相比可以用简单的方式制造。
这一目的在上述类型的外科器械中是这样实现的，即通过嵌入基体内的空心纤维构成至少一个管状空腔。
在使用空心纤维的情况下，可将该空心纤维嵌入纤维复合材料的基体内。由此避免了去除型芯。
此外优选的是，在该外科器械的结构中，空心纤维为玻璃空心纤维。玻璃空心纤维具有的优点是，它一方面可以作为功能元件，例如光导纤维的通道，同时还能用作光导。例如，在进行内窥镜检查时，将内窥镜检查所需光源的光导入所要观察的部位上。
依据本发明的外科器械也可以这样构成，即基体含有嵌入基质内的碳素纤维。
此外，依据本发明的外科器械还可以这样构成，即，基质由热固性塑料，例如环氧树脂构成。
依据本发明的外科器械也可以这样构成，即，基南由可在人体或者动物体内分解的塑料构成。
无论是对基体的纤维还是对空心纤维来说，可以考虑的有例如芳香族的塑料纤维、金属纤维、陶瓷纤维、碳素纤维和例如麻等天然纤维。陶瓷纤维-、碳素纤维-、塑料纤维-和天然纤维对使用MRI成象来说具有有益的磁特性。天然纤维具有的优点是其可分解性。
作为基质材料，根据使用范围也可以优选使用弹性体、陶瓷、玻璃、碳和金属。
此外，优选的是，依据本发明的外科器械可以这样构成，即，设置至少两个基本上彼此平行分布的空心纤维。这样可以同时采用多种措施。例如，可以将一个空心纤维用于内窥镜检查，同时将第二个空心纤维用于抽吸液体，用于输入药物或者用于引入其他具体的功能元件。功能元件例如可以是光导纤维、导电体或者例如用于穿刺术的手术器械。
依据本发明的外科器械还可以这样构成，即，设置基本上与至少一个空心纤维平行分布的导电体，并且导电体在径向上相对于外科器械的外部空间电绝缘。某种治疗方法，例如像组织萎缩需要使用的电流可以按照这种方式提供使用。例如借助于通过玻璃空心纤维的包封可以实现导电体的绝缘。优选的是，导电体由碳素纤维构成。
依据本发明的外科器械还可以这样构成，即基体至少在前部端区内构成柔性结构。如果该外科器械通过已经存在的体内开口导入，并在此时与由例如肠内组织限制的路径随动，那么柔性结构将显示出其特别好的优点。不言而喻，依据本发明的外科器械的基体也可以是刚性的。
此外优选的是，依据本发明的外科器械可以这样构成，即，基体具有磨尖的前端，利用其可以穿入人体或者动物组织可能的开口内。由此可以免除另外的切口。
此外，优选的是，依据本发明的外科器械可以这样构成，即在基体的圆周上至少在其前端区内进行涂敷。涂层可使针尖稳定，特别是可防止纤维材料或者基质材料遗留在组织内。特别合适的涂层是陶瓷材料或者耐磨塑料。此外，也可以使用金属和金属合金，例如黄铜。
依据本发明的外科器械还可以这样构成，即，使得存在于基体前区内的纤维与人体或者动物组织的相互影响相对稳定。在纤维为碳素纤维的情况下例如可这样实现所述稳定性，即将外科器械的尖端浸入液态硅中，由此将纤维尖端陶瓷化为SiC。
依据本发明的外科器械还可以这样构成，即在基体的后端上设置连接在操作装置上的连接元件。操作装置一方面用于引导外科器械，另一方面通过操作装置向外科器械输送和控制功能元件，例如像内窥镜检查、光导纤维、夹紧元件、激光、导电体等。也可以通过操作装置输送或者抽吸物质，例如冲洗液、药物或者组织。在此，也可以同时实施各种不同的措施，这在上述的现有技术中几乎是不可能出现的。
最后，依据本发明的外科器械还可以这样构成，即在空心纤维中或者在至少一个空心纤维中设置可借助于连接元件连接在操作装置上的功能元件。在这种情况下，例如在进行内窥镜检查时，在把内窥镜连接到操作装置上后，就不必再分别引入外科器械的空心纤维中。
作为功能元件，也可以理解为在前端上封闭空心纤维的封闭元件。这种封闭元件例如可以防止在引入外科器械时组织嵌入或者其他物质进入空心纤维内。封闭元件可以是柱形销，其直径足够充填相应的空心纤维。
下面将结合附图，对依据本发明所述外科器械的优选实施方式进行说明。
其中
图1示出针状外科器械的横截面，图2示出依据图1所述针的局部侧向纵剖面，图3示出涂敷后截的断针的针尖，图4示出截断后再涂敷针的针尖，
图5示出由针、操作装置和基本组件组成的系统。
图1中以横截面形式示意性示出的外科针1具有三个由玻璃制成的空心纤维2。三个空心纤维2用由纤维复合材料构成的基体3包住。基体3由基本上与空心纤维2平行设置的，嵌入环氧树脂基质5中的碳素纤维4构成。
图2示出针1前端的纵向剖面A-A。此时可以看到一个空心纤维2。针1的前端削尖和磨尖，从而无需事先进行另外的切口便可穿入人体或者动物的组织。当针1刺入时，用这里没有示出的管状闭合元件充填空心纤维2，以防止针1穿过组织移动时，组织意外地进入空心纤维2。
图3示出针1a的针尖，其外表面上涂有涂层。将陶瓷层6a涂敷在基体段上，然后从该段上切下针1a。而针1a的针尖7a只有在涂敷涂层后才制成。针尖7a上磨尖的切割区8a全部由陶瓷层6a组成，以防止纤维4和/或基体3的基质材料5遗留在所要检查的或者所要治疗的组织内。
图4示出针1b的针尖7b，它具在图中没有示出的基体段切断后才涂敷涂层。这种方式花费较高，但其优点是，整个针尖7b与基体同样具有陶瓷层6b。切割区8b在涂层后磨尖。
图5示出由针1、操作装置9和基本组件10组成的复合多功能系统。下面，对该系统广泛应用的可行性进行说明。针1借助于防止液体流失的密封卡口式连接11连接件在操作装置9上。借助于该操作装置9可以将图中未单独示出的功能组件，例如用于内窥镜检查的玻璃纤维束、用于组织检验取样的装置或者导体等插入空心纤维，并可控制改变其在空心纤维2内部的位置。例如，图5示出了在进行内窥镜检查时玻璃纤维束移动用的调焦旋转钮12，它一方面用于引入玻璃纤维束，同时用于将所属光学系统的焦点对准组织内的某一对象。将借助于光导纤维束获得的信息传递到处于基本组件10内的图像分析装置上，传递过程可以通过操作装置9内的真实中间图像实现。按照这种方式，光导纤维体不必连续从针尖7一直引到图像分析装置。借助于引入空心纤维2的纤维，也可以导入用于切除组织的激光。但是，也可以将激光导入透明液体的内部，透明液体通过一个或者多个空心纤维2输送到组织内所要求的部位。
为了能够通过空心纤维2向组织供给例如像冲洗液或者药物这样的物质，在操作装置9上有Luerlock-接口13，其上可以连接图中未示出的输送管。针1内存在多个空心纤维2的优点特别在于，利用针1可以同时满足不同的功能，例如，设置在分开的空心纤维中的视觉-和冲洗功能。
操作装置9的控制可以通过对操作装置9本射进行手动控制或者通过基本组件10电动进行。基本组件10为此装有监视器14和控制单元15。基本组件10可以具有激光光源16或者其他在图中未示出的例如用于内窥镜检查的光源。
参考符号表1针2空心纤维3基体4碳素纤维5基质6陶瓷层7针尖8切割区9操作装置10基本组件11卡口式连接件12调焦旋钮13 Luerloc-接口14监视器15控制单元16激光光源
权利要求
1.外科器械，包括由纤维复合材料制成的基体(3)，基体上带有至少一个从基体(3)的后端延伸到前端的通道，其特征在于，所述至少一个通道通过由基体(3)包住的空心纤维(2)构成。
2.按权利要求1所述的外科器械，其特征在于，空心纤维(2)为玻璃空心纤维。
3.按权利要求1或2所述的外科器械，其特征在于，基体(3)包含嵌入基质(5)内的碳素纤维(4)。
4.按权利要求3所述的外科器械，其特征在于，基质(5)由热固性塑料，例如环氧树脂构成。
5.按权利要求3所述的外科器械，其特征在于，基质(5)由热塑性塑料构成。
6.按权利要求3所述的外科器械，其特征在于，基质(5)由可在人体或者动物体内分解的塑料构成。
7.按前述权利要求之一所述的外科器械，其特征在于，具有至少两个基本上彼此平行分布的空心纤维(2)。
8.按前述权利要求之一所述的外科器械，其特征在于，具有基本上与至少一个空心纤维(2)平行分布的导电体，并且导电体在径向上相对于外科器械的外部空间电绝缘。
9.按权利要求7所述的外科器械，其特征在于，导电体由碳素纤维构成。
10.按前述权利要求之一所述的外科器械，其特征在于，基体(3)至少在前部端区内构成柔性结构。
11.按前述权利要求之一所述的外科器械，其特征在于，基体(3)具有磨尖的前端(7)，利用该前端可以穿入人体或者动物组织可能的开口内。
12.按前述权利要求之一所述的外科器械，其特征在于，在基体(3)的圆周上至少在前部区域内涂敷涂层。
13.按权利要求12所述的外科器械，其特征在于，涂层(6)由陶瓷构成。
14.按前述权利要求之一所述的外科器械，其特征在于，存在于基体(3)前区内的纤维与人体或者动物组织的相互作用相对稳定。
15.按前述权利要求之一所述的外科器械，其特征在于，在基体(3)的后端上设有连接在操作装置(9)上的连接元件(11)。
16.按权利要求15所述的外科器械，其特征在于，包括操作装置(9)，它同时既可以操作一个或者多个功能元件，也可以将物质输入到至少一个空心纤维(2)或从至少一个空心纤维(2)输出。
17.按权利要求15或16所述的外科器械，其特征在于，在空心纤维(2)中或者在至少一个空心纤维(2)中设置可借助于连接元件(11)连接在操作装置(9)上的功能元件。
全文摘要
本发明提出一种外科器械，该器械尤其适用于人体或者动物组织最小侵害的手术，所述器械包括一针状基体(3)，基体中带有例如至少由一个空心纤维(2)构成的通道。至少一个空心纤维(2)由纤维复合材料构成的基质(5)包住。使用空心纤维(2)可以使制造，特别是带有多个通道的器械变得简单。在基体(3)的内部使用一个以上空心纤维(2)增加了可用性，例如可同时对组织进行观察和治疗。
文档编号A61B18/20GK1468078SQ01817119
公开日2004年1月14日 申请日期2001年10月11日 优先权日2000年10月12日
发明者M·韦克, S·菲希尔, S·C·兰格, B·布罗谢尔, F·施密特, D·E·斯皮尔伯格, J·里克特, A·布拉克, D·H·W·格罗内迈尔, J·斯佩德尔, 6, M 韦克, W 格罗内迈尔, 兰格, 宓露, 扌欢, 斯皮尔伯格, 芴, 颂 申请人:波琼显微治疗开发研究所, 显微治疗开发研究中心有限公司, 弗劳恩霍弗应用研究促进会