专利名称：基于电活性聚合物的组织并置装置的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及外科手术装置，尤其涉及用于使组织彼此并置(apposition)定位的方法和装置。
背景技术：
在严重肥胖的情况中，患者可以进行各种外科手术以结扎、吻合或旁通部分胃和胃肠道(例如大肠或小肠)。这些手术能够减少由患者所期望和消化的食物的量，由此使患者减肥。
被称为鲁氏Y形(Roux-En-Y)胃旁路术的一种外科手术导致患者胃体积的永久性的手术减小和形成患者的肠旁路。在该手术中，例如通过使用吻合装置将胃分成较小的上部胃囊和较大的下部胃囊。然后使一段患者的小肠(例如，十二指肠远端或空肠近侧的一段)从下腹部引出，并且与在胃囊和小肠中形成穿过半英寸开口或人造口的上部胃囊连接。被称为“鲁氏环(Roux Loop)”的这段小肠从上部胃囊将食物运送到用于消化食物的肠的其余部分。剩下的下部胃囊和十二直肠的附加段然后重新连接以在离人造口大约50-150cm(1.6至4.9英尺)的位置处形成另一个与鲁氏环的吻合连接，通常使用吻合器械来进行连接。从该连接中，来自设有旁路的胃(例如，下部胃囊)、胰腺和肝脏的消化液进入空肠或回肠以帮助消化。因此，上部胃囊相对较小的尺寸减少了患者一次能够吃入的食物的量，由此导致患者重量减少。
在鲁氏Y形胃旁路术中，可以使用许多技术来使小肠相对于上部胃囊取向。某些传统器械包括具有用来接合上部胃囊和小肠的壁的近侧和远侧气囊的挠性轴。具体地说，远侧气囊能够插入到小肠的开口中并扩张以接触小肠壁，并且近侧气囊能够插入在上部胃囊内并且扩张以接触上部胃囊壁。当在患者体内操作挠性轴(例如在患者体内向远侧推出或向近侧牵拉)时，这些气囊使上部胃囊和小肠彼此靠近定位。连接装置的组织可以在上部胃囊和小肠的接合处定位以施加缝钉或缝合线，从而使该上部胃囊连接到小肠上。
尽管使用具有挠性轴和气囊的器械是用来使上部胃囊和小肠或十二指肠彼此相关地定位的有效机构，但是使用这种器械会碰到困难。例如，在该器械的操作期间，这些气囊例如由于气囊刺穿或过度充气引起的可能漏气并且变瘪，由此限制了该器械控制组织的相对定位的能力。另外，轴的挠性会妨碍这些气囊的定位。
因此，需要用于使组织彼此并置定位的改进方法和装置。
发明内容
本发明总的提供了用于使组织彼此并置定位的方法和装置。在一个示例性实施方式中，提供了一种组织并置装置，其具有其上连接有至少一个可扩张元件的细长构件和与该细长构件连接并且用于使可扩张元件相对于细长构件轴向运动的定位元件，由此使由可扩张元件接合的组织运动。在一个示例性实施方式中，定位元件和可扩张元件中的至少一个能够在向其输送电能时尺寸发生变化。
细长构件可以具有多种结构，但是在一个实施方式中，细长构件可以包括固定部分和与固定部分可动地连接并且具有其上连接的可扩张元件的可动部分。尽管可以采用各种技术来可动地连接可动部分和固定部分，但是在一个实施方式中，可动部分能够可滑动地设置在形成于固定部分中的内腔内。定位元件可以与可动部分和固定部分连接并且在它们之间延伸，从而致动定位元件使可动部分相对于固定部分滑动，由此使可扩张元件轴向运动。在一个示例性实施方式中，定位元件可以为电活性聚合物索，它在向其输送能量时轴向收缩以使可扩张元件运动。在另一个实施方式中，至少一部分细长构件可以是挠性的以允许在固定部分和可动部分之间运动。定位元件可与挠性部分连接，并且它可以用来使挠性部分向其输送能量时轴向收缩，以使至少一个可扩张元件相对于细长构件轴向运动。在一个示例性实施方式中，定位元件可以为至少一种电活性聚合物复合材料。
在另一个实施方式中，提供一种组织并置装置，其具有细长构件、与该细长构件连接并且用来接合组织的至少一个可电致动扩张元件、以及与细长构件连接并且用于使至少一个可电扩张元件相对于细长构件轴向运动的可电致动定位元件。在一个示例性实施方式中，该装置包括与细长轴连接并且彼此间隔一段距离的第一和第二可电致动扩张元件，这些可电致动定位元件用来使第一和第二可电致动扩张元件朝着彼此运动。
还提供了用于使组织彼此并置的方法。在一个实施方式中，该方法可包括将细长轴插入穿过第一组织和第二组织，并且电致动与细长轴连接的至少一个电活性聚合物致动器，以接合第二组织并且使之朝着第一组织运动。在某些实施方式中，电致动至少一个电活性聚合物致动器可以包括使与细长构件连接并且用来接合第二组织的第一电活性聚合物电扩张，并且电致动与细长构件连接的第二电活性聚合物以使第一电活性聚合物相对于细长轴轴向运动。在一个实施方式中，第二电活性聚合物可以与细长轴的可动部分连接，从而电致动第二电活性聚合物使可动部分相对于细长轴的固定部分滑动。该方法还包括电致动与细长轴连接的第二电活性聚合物以接合第一组织。
本发明还涉及如下内容(1).本发明涉及一种组织并置装置，包括其上连接有至少一个可扩张元件的细长构件；以及与该细长构件连接并且用于使至少一个可扩张元件相对于该细长构件轴向运动的定位元件，其中，该定位元件和至少一个可扩张元件中的至少一个能够向其输送电能时尺寸发生变化。
(2).根据项目(1)所述的组织并置装置，其中，所述定位元件能够向其输送电能时轴向收缩。
(3).根据项目(1)所述的组织并置装置，其中，至少一个可扩张元件能够向其输送电能时径向扩张。
(4).根据项目(1)所述的组织并置装置，其中，所述细长构件包括固定部分和与该固定部分可动地连接的可动部分，并且将至少一个可扩张元件连接到该可动部分上。
(5).根据项目(4)所述的组织并置装置，其中，所述可动部分可滑动地设置在形成于至少一部分固定部分中的内腔内。
(6).根据项目(4)所述的组织并置装置，其中，所述定位元件与该细长构件的固定部分和可动部分连接并且在它们之间延伸。
(7).根据项目(4)所述的组织并置装置，其中，所述定位元件包括电活性聚合物索。
(8).根据项目(7)所述的组织并置装置，其中，所述电活性聚合物索包括挠性导电外壳，该外壳具有设置在其中的电活性聚合物和离子流体。
(9).根据项目(7)所述的组织并置装置，其中，所述电活性聚合物索包括电活性聚合物复合材料，其具有至少一层挠性导电层、电活性聚合物层和离子凝胶层。
(10).根据项目(4)所述的组织并置装置，其中，所述可动部分和固定部分通过该细长构件的挠性部分彼此可动地连接。
(11).根据项目(10)所述的组织并置装置，其中，所述定位元件沿着该细长构件的挠性部分的长度延伸，并且用来在向其输送电能时使挠性部分轴向收缩，以使第一可扩张元件相对于该细长构件轴向运动。
(12).根据项目(4)所述的组织并置装置，其中，所述可扩张元件包括第一可扩张元件，并且第二可扩张元件设置在该细长构件的固定部分上并且与第一可扩张元件间隔开。
(13).根据项目(3)所述的组织并置装置，其中，至少一个可扩张元件包括电活性聚合物复合材料，其具有至少一层挠性导电层、电活性聚合物层和离子凝胶层。
(14).本发明还涉及一种组织并置装置，包括细长构件；与该细长构件连接并且用来接合组织的至少一个可电致动扩张元件；以及与该细长构件连接并且用于使至少一个可电致动扩张元件相对于该细长构件轴向运动的可电致动定位元件。
(15).根据项目(14)所述的组织并置装置，其中，所述可电致动扩张元件和所述可电致动定位元件每个都包括电活性聚合物致动器。
(16).根据项目(14)所述的组织并置装置，其中，至少一个可电致动扩张元件包括与该细长轴连接并且彼此间隔开一定距离的第一和第二可电致动扩张元件，该可电致动定位元件用来使该第一和第二可电致动扩张元件朝向彼此运动。
(17).根据项目(14)所述的组织并置装置，其中，所述可电致动定位元件在该细长构件的固定部分和可动部分之间延伸，并且该可电致动扩张元件与可动部分连接。
(18).本发明还涉及一种用于使组织彼此并置定位的方法，该方法包括将该细长轴插入穿过第一组织和第二组织；并且电致动与该细长轴连接的至少一个电活性聚合物致动器以接合第二组织并且使第二组织朝着第一组织运动。
(19).根据项目(18)所述的方法，其中，至少一个电活性聚合物致动器包括在受到电致动时径向扩张以接合第二组织的第一电活性聚合物致动器，和在受到电致动时轴向收缩以使第一电活性聚合物致动器和第二组织朝着第一组织运动的第二电活性聚合物致动器。
(20).根据项目(19)所述的方法，其中，所述第二电活性聚合物致动器与该细长轴的可动部分连接，并且该电致动第二电活性聚合物致动器使可动部分相对于该细长轴的固定部分滑动。
(21).根据项目(18)所述的方法，还包括使与该细长轴连接的第二可扩张元件电扩张以接合第一组织。
(22).根据项目(19)所述的方法，其中，所述第一电活性聚合物致动器被电致动至预选的尺寸。
从下面结合附图给出的详细说明中将更加全面地理解本发明，其中图1A为组织并置装置的一个示例性实施方式的透视图；图1B为图1A中的组织并置装置的剖视图，其显示出与细长轴的固定部分和可动部分连接的定位元件；图1C为图1B中的组织并置装置的远端部分的放大剖视图；图2A为现有技术的纤维束式电活性聚合物(EAP)致动器的剖视图；图2B为在图2A中所示的现有技术的致动器的径向剖视图；图3A为具有多层EAP复合层的现有技术的层压式EAP致动器的剖视图；图3B为在图3A中所示的现有技术的致动器的其中一个复合层的透视图；图4为组织并置装置的另一个实施方式的透视图，其具有设置在扩张细长轴的挠性部分的相对侧面上的定位致动器，将该细长轴构成为使第一和第二可扩张元件彼此相对运动；图5A为示出穿过近侧和远侧组织插入的图1A-1C中的组织并置装置的示意图；图5B为示出在图5A中的组织并置装置上扩张以接合远侧组织的远侧可扩张元件的示意图；图5C为示出图5B中的组织并置装置的定位致动器的示意图，其轴向收缩以使第二可扩张元件和远侧组织朝着近侧组织轴向运动；图5D为示出扩张以接合近侧组织的图5C中的组织并置装置的第一可扩张元件的示意图；图5E为示出在图5D中的组织并置装置周围植入在近侧和远侧组织中的组织紧固件的示意图；以及图5F为图5E中的组织并置装置的透视图，其示出收缩以从连接的组织中取出组织并置装置的远侧元件和近侧元件。
具体实施例方式
下面将描述一些示例性实施方式，以提供对本发明公开的装置和方法的结构原理、功能、制造和使用的全面理解。附图中显示了这些实施方式的一个或多个例子。本领域普通技术人员将理解，这里具体描述和附图中显示出的装置和方法是非限制性的示例性实施方式，本发明的范围仅由权利要求限定。所描述的或者所显示出的与一个示例性实施方式有关的特征可以与其它实施方式的特征结合。这种修改和变型包括在本发明的范围中。本发明总的提供了用于例如在胃旁路手术期间使组织彼此并置定位的方法和装置。在一个示例性实施方式中，提供了一种组织并置装置，其具有其上连接有至少一个可扩张元件的挠性轴，和与该细长轴连接并且用于使可扩张元件轴向运动以使由可扩张元件接合的组织运动的定位元件扩张。在一个示例性实施方式中，可以电致动定位元件和/或可扩张元件，从而使它们适于尺寸变化，例如沿着一个方向扩张而沿着相反方向收缩，以接合组织并且使组织运动。因此，例如可扩张元件能够用来径向扩张以接合组织，和/或定位元件能够用来轴向收缩以使可扩张元件轴向运动，由此使组织轴向运动。使用可电致动定位元件不需要通过挠性轴的长度传递力，并且使用可电致动扩张元件能够使用于接合组织的技术更容易、更受控。在某些示例性实施方式中，可以使用两个可扩张元件来接合第一和第二组织，以使组织运动成相互并置。本领域普通技术人员将理解的是，该装置可以包括可电致动构件和可非电致动构件的任意组合，并且可以将该装置用于除了使组织运动成相互并置之外的各种目的。
图1A-1C显示出组织并置装置300的一个示例性实施方式。如所示一样，该装置300总的包括细长构件或轴302、与该细长轴302连接的第一和第二可扩张元件310、312、以及与细长轴302连接并且用来使第一和/或第二可扩张元件310、312相对于彼此运动的定位元件314。在使用的过程中，可以将可扩张元件310、312定位在第一和第二组织表面的相对侧面上，并且使可扩张元件310、312的一个或两个扩张以接合组织。然后可以致动定位元件314以使可扩张元件310、312的一个或两个朝着彼此运动，由此使这些组织彼此并置定位。
细长轴302可以具有各种结构，但是在所示的实施方式中，它具有带有近端和远端306、308的大体上细长的形状。如图1A所示，近端306可以与把手304连接，从而有利于装置300的抓握和操作。把手304还可以包括其它部件以便于该装置的操作，如将在下面更详细地描述的一样。细长轴302的远端308可以周来插入到组织中或穿过该组织，并且它可以包括诸如锥形顶端320的特征以便于插入。细长轴302还可以由各种材料制成，但是在一个示例性实施方式中，它可以由基本上挠性材料形成，该挠性材料使得细长构件302能够弯曲或者顺从在患者体内的空腔的大体上的曲面形状。如图1A所示，在一个示例性实施方式中，根据空腔305的所期望的用途，细长轴302限定了穿过细长轴302的至少一部分延伸、并且任选穿过该装置300的细长轴302和把手304的整个长度的内腔305。该内腔305可以构成为接收或容纳各种部件(例如诸如照相机的成像装置)，或各种其它医疗装置(例如挠性抓握器或其它外科手术器具)。内腔305还可以构成为将流体或其它材料输送到手术位置或者从其中排出它们。
如在图1B和1C中更详细地所示一样，细长轴302还可以包括具有其上连接的第二可扩张元件312的固定部分316，和具有其上连接的第一可扩张元件310以允许第一和第二可扩张元件310、312相对运动的可动部分317。尽管可以使用各种技术来提供固定部分和可动部分316、317，但是在该例举的实施方式中，将固定部分316安装在把手304上并且从其中伸出，并且可动部分317采取可滑动地设置在由固定部分316限定的内腔305内并且从其中向远侧延伸的大体上管状结构的形式。因此，可动部分317可以在其中第一和第二可扩张元件310、312基本上彼此相邻地定位的回缩的最近位置和其中第一和第二可扩张元件310、312彼此间隔一段距离的延伸的最远位置之间沿着细长轴302的轴线334相对于固定部分316滑动。本领域普通技术人员将理解的是，可以使用各种其它技术来实现在第一和第二可扩张元件310、312之间的相对运动。如将在下面更详细说明的一样，在另一个实施方式中，可动部分316和固定部分317能够通过沿着一部分细长构件302在它们之间形成的挠性部分可动地相互连接。
如上所述，所示的装置300还包括第一和第二可扩张元件310、312和用于使第一和/或第二可扩张元件310、312相对于彼此运动的定位元件314。在一个示例性实施方式中，元件310、312、314中的至少一个可以由能够响应于施加在该材料上的电能改变尺寸的可电致动材料形成。形成元件310、312、314中的任一个或多个的可电致动材料可以连接到各种电源上以有利于这种尺寸变化。例如，在一个实施方式中，可以将电源(例如电池)设置在把手304内以用于向可电致动材料输送电能。可选的是，把手304可以适于连接到电源(例如插座)上。如图1A所示，把手304还可以包括一个或多个控制器322，它们构成用来调节由电源提供给可电致动材料的电量以控制该可电致动材料的相应几何或尺寸变化的程度。例如，通过使相对较小的电压的量从电源传递到该可电致动材料上，控制器322可以使得该可电致动材料以相对较小的程度改变尺寸。可选的是，通过使相对较大的电压的量从电源传递到可电致动材料上，控制器322可以使得该可电致动材料以相对较大的程度改变尺寸，如将在下面更详细描述的一样。
尽管第一和第二可扩张元件310、312和定位元件314中的至少一个可以由可电致动材料形成，但是在一个示例性实施方式中，这些元件310、312、314中的至少一个可以由电活性聚合物材料形成。电活性聚合物(EAPs)，也称为人造肌，是响应于电场或机械场表现压电、热电或电致伸缩性质的材料。具体地说，EAPs是一组导电掺杂聚合物，当施加电压时所述导电掺杂聚合物改变形状。可以使用电极使所述导电聚合物与某种形式的离子流体或凝胶配对。一旦对电极施加电压电位，离子从流体/凝胶流入或流出导电聚合物，可以引起聚合物的形状变化。通常，可以根据使用的具体聚合物和离子流体或凝胶施加在大约1V-4kV范围内的电压电位。特别需要注意的是，EAPs在被供能时并不改变体积，而是它们仅仅在一个方向上扩张并且在横向方向上收缩。
EAPs的主要优点中的一个是能够电控制和微调它们的性能和特性。可以通过在EAP上施加外部电压重复变形EAPs，并且当倒转所施加的电压的极性时，它们可以快速回复到它们的初始构型。可以选择特定聚合物，以形成不同类型的运动结构，包括扩张、线性运动和弯曲结构。EAPs也可以与机械机构(例如弹簧或挠性板)配对，从而当电压施加到EAP时改变EAP对机械机构的影响。输送到EAP的电压的大小也可以与产生的运动量或尺寸变化量对应，因此可以控制能量输送，从而实现所需的变化量。
有两种基本类型的EAPs，每种类型有多种构型。第一种类型是纤维束，其可以包括捆在一起协同工作的许多纤维。所述纤维通常具有大约30-50微米的尺寸。这些纤维可以被编织成很像织物的束，并且它们常常被称为EAP纱线。在使用中，EAP的机械构型确定了EAP致动器和其运动能力。例如，EAP可以形成长股线并且缠绕单个中心电极。挠性外部外护套将形成用于致动器的另一电极并且包含实现装置的功能所必须的离子流体。当对其施加电压时，EAP将扩张，使所述股线收缩或缩短。可在商业上获得的纤维EAP材料的一个例子由Santa Fe Science and Technology公司制造并且作为PANIONTM纤维出售，其描述于美国专利No.6,667,825中，通过参考将该文献的全部内容并入本文。
图2A和2B示出了由纤维束形成的EAP致动器100的一个示例性实施方式。如图所示，致动器100通常包括挠性导电外护套102，该外护套采用细长圆柱形构件的形式，其上形成有相对的绝缘端帽102a和102b。然而，导电外护套102可以根据预期用途具有各种其它形状和尺寸。如进一步所显示的，导电外护套102联接到回流电极108a上，能量输送电极108b通过绝缘端帽中的一个(例如端帽102a)延伸，通过导电外护套102的内腔，并且进入相对的绝缘端帽(例如端帽102b)中。能量输送电极108b例如可以是铂阴极线。导电外护套102也可以包括布置在其中的离子流体或凝胶106，以用于将能量从能量输送电极108b输送到布置在外护套102内的EAP纤维104。具体地说，一些EAP纤维104平行布置并且在每个端帽102a，102b之间和延伸，并延伸进入端帽102a和102b。如上所述，纤维104可以布置成各种方位，以提供预期结果，例如径向地扩张或收缩或者弯曲运动。在使用中，能量可以通过有源能量输送电极108b和导电外护套102(阳极)输送到致动器100。所述能量将使离子流体中的离子进入EAP纤维104，由此使纤维104在一个方向上扩张(例如径向地扩张，使得每个纤维104的外径增大)和在横向方向上收缩(例如轴向地收缩，使得所述纤维的长度减小)。因此，端帽102a，102b将被朝着彼此被牵引，从而收缩和减小挠性外护套102的长度。
另一种类型的EAP是层压结构，其包括一个或多个EAP层、布置在每个EAP层之间的离子凝胶或流体层和连接到所述结构上的一个或多个挠性导电板，例如正电极板和负电极板。当施加电压时，层压结构在一个方向上扩张并且在横向或垂直方向上收缩，从而使与之联接的一个或多个挠性板根据EAP相对于一个或多个挠性板的构型缩短或伸长，或者弯曲或挠曲。可在商业上获得的层压EAP材料的一个例子由SRI Laboratories的一个分部Artificial Muscle Inc制造。称为薄膜EAP的板状EAP材料也可从日本的EAMEX获得。
图3A和3B示出了由层压材料形成的EAP致动器200的一个示例性构型。首先参照图3A，致动器200可以包括层压EAP复合层的多个层(例如显示了五个层210、210a、210b、210c、210d)，所述层由布置在它们之间的粘合剂层103a、103b、103c、103d彼此粘合。在图3B中更详细地显示了所述层中的一个，即层210，如图所示，层210包括第一挠性导电板212a、EAP层214、离子凝胶层216和第二挠性导电板212b，所有这些层都彼此连接，以形成层压复合层。如图3B中进一步所示，所述复合层也可以包括联接到挠性导电板212a，212b上的能量输送电极218a和回流电极218b。在使用中，能量可以通过有源能量输送电极218a输送到致动器200。所述能量使离子凝胶层216中的离子进入EAP层214，从而使层214在一个方向上扩张并且在横向方向上收缩。因此，将迫使挠性板212a，212b挠曲或弯曲，或者以其它方式随EAP层214改变形状。
回到图1A-1C，可以使用任一种致动器来形成可扩张元件310、312的一个或两个，但是在一个示例性实施方式中，采用EAP层压件或由多个层压件层形成的复合EAP来形成这些可扩张元件310、312。可以通过围绕装置300的细长轴302卷绕EAP致动器来形成第一和第二可扩张元件310、312。可以使用粘接剂或其它配合技术来使致动器与轴配合。尽管未示出，但是可扩张元件310、312可以任选设置在细长轴302的内腔305内和/或嵌入在细长轴302的壁内，或者可选的是可扩张元件310、312可以与细长轴302形成为一体。而且，尽管显示出该装置300具有两个可扩张元件310、312，但是该装置300可以包括任意数量的位于相对于细长轴302的纵向轴线334的任意位置中的可扩张元件。
在使用的过程中，EAP致动器的方位可以构成为使得第一和第二可扩张元件310、312在将电能施加在这些可扩张元件310、312上时能够径向扩张并且轴向收缩。具体地说，在向第一和第二可扩张元件310、312输送电能时，如图1A所示，每个可扩张元件310、312的直径d1、d2可以从未扩张位置(图5A)向扩张位置增大。根据这种几何形状变化，可扩张元件310、312可以构成为接合位于元件310、312附近的身体组织或器官。本领域普通技术人员将理解的是，可以使用各种技术来向可扩张元件310、312提供能量。例如，可扩张元件310、312可以与回流电极和用来从电源将电能输送给致动器的输送电极连接。这些电极可以穿过在细长轴302中的内腔延伸，嵌入在细长轴302的侧壁中，或者它们能够沿着细长轴302的外表面延伸。
还可以采用任一种EAP来形成定位元件314，但是在一个示例性实施方式中，采用在这里还被称为索式EAP的纤维束式EAP来形成定位元件314。在图1B和1C中所示的实施方式中索式EAP定位元件314可以连接到在轴302的可动部分317和固定部分316之间的该细长轴302上。具体地说，尽管定位元件314可以连接到细长轴302的外表面上或者它可以嵌入在一部分细长轴302内，但是在一个示例性实施方式中，索式EAP定位元件314设置在轴302的内腔305内，并且它与可动部分317的远端330和固定部分316的内腔305的侧壁332连接并且在它们之间延伸。定位元件314的远端330在内腔305内的位置可以根据所期望的可动部分317相对于细长轴302的固定部分316的运动量变化。例如，其中在可动部分317处于延伸的最远位置中时，第一可扩张元件310与第二可扩张元件312间隔预定距离定位，定位元件314可以在距离固定部分316的最远端预定距离的位置处与固定部分316的内腔305的侧壁332连接。但是，定位元件314可以延伸穿过细长轴302的更大部分，或者它可以延伸穿过细长轴302的整个长度。本领域普通技术人员将理解的是，定位元件314可以由可非电致动材料形成。例如，定位元件可以是延伸穿过该装置并且用来沿着近侧方向牵挂以使可扩张元件310、312朝着彼此运动的细长索或轴。可以任选设置偏压元件(例如弹簧)，用来将定位元件偏压向所延伸的位置，在该位置中可扩张元件310、312彼此间隔开。
在使用的过程中，定位元件314可以构成为在将电能施加到定位元件314上时相对于纵向轴线334轴向收缩和径向扩张。这种收缩是有效的，尤其对于减小定位元件314的长度l，由此使可动部分317相对于固定部分316向近侧滑动，并且减小在位于固定部分316上的第二可扩张元件312和位于可动部分317上的第一可扩张元件314之间的距离。因此，由第一可扩张元件310接合的组织将朝着定位在第二可扩张元件312附近或者由它接合的组织运动。
如上所述，可以采用层压或纤维束式EAP来形成定位元件314。图4显示出采用用来形成EAP带的层压或复合式EAP所形成的定位元件314的另一个实施方式。尽管这些带318可以设置在细长轴302的内腔305内或者它们可以与细长轴302一体地形成，但是在该所示的实施方式中，多个EAP带318沿着细长轴302的外表面轴向设置。这些带318可操作用来在将电能施加在其上时轴向收缩。因此，在第一和第二定位元件310、312之间延伸的一部分细长轴302可以由挠性材料形成，或者可以具有这样一种结构，即，使得带318能够使细长轴302轴向收缩。这些带318相对于细长轴302的布置可以变化，但是在一个实施方式中，这些带318可以围绕着细长构件302的挠性材料336的圆周彼此基本上等距离地间隔开，以使细长轴302的挠性部分均匀地收缩。具体地说，等距离地间隔开这些带318将减小挠性材料336在电致动这些带318时的弯曲或纽结。这些带318任选可以构成为沿着所期望的方向使细长轴302弯曲和/或挠曲。
如上所述，在一个示例性实施方式中，组织并置装置300可以用来使组织相对于彼此并置定位，例如以在胃旁路手术期间将胃囊定位在小肠附近，以便允许手术连接这些组织并且形成端对端的吻合。图5A-5F显示出用于在这种手术期间定位和固定胃囊和小肠的一个示例性方法。本领域普通技术人员将理解的是，可以在各种其它医疗手术中使用该装置300。
为了使小胃囊与患者的小肠连接，例如通过采用组织切割装置，可以在小胃囊的壁352中形成开口350，并且在患者小肠的壁356中形成开口354。这些开口350、354允许将组织并置装置300插入在胃囊和小肠内以便并置这些器官。如图5A所示，第一和第二可扩张元件310、312处于径向收缩(例如非电致动)状态中，并且组织并置装置300的锥形顶端320用来沿着由箭头358所示的方向将细长构件302引导到组织壁352、356的开口350、354中并且穿过这些开口，从而将第一可扩张元件310定位在位于小肠壁356中的开口354的相对侧面上。
如图5B所示，一旦将第一可扩张元件310插入到小肠中，可以例如使用形成在把手304上的按钮、旋钮或拨来将电能输送给第一可扩张元件310，以使第一可扩张元件310的几何形状变化，并且更优选使第一可扩张元件径向扩张至足以接合组织356的尺寸，即，防止第一可扩张元件310穿过在小肠壁356中的开口354。可以控制所输送的电量以使第一可扩张元件310扩张至所期望的尺寸。一旦接合小肠壁356，则可以将电能输送给定位元件314以改变定位元件314的几何形状，并且尤其是使定位元件314沿着细长构件308的纵向轴线334轴向收缩，由此使可动部分317在细长构件302的固定部分316内向近侧滑动，并且使第一可扩张元件310朝着第二可扩张元件312运动，如图5C所示。因此，使小肠壁356运动到胃囊壁352附近中。
在将小肠壁356定位在胃囊壁352附近的情况下，可以将电能输送给第二可扩张元件312，以使得第二可扩张元件312的几何形状变化，并且尤其是使得第二可扩张元件312径向扩张并且接合胃囊壁352，由此将胃囊壁352固定在小肠壁356附近或固定在其上。优选保持向可扩张元件310、312和定位元件314输送电能以使这些元件保持在电致动状态中。在可扩张元件310、312两个都处于径向扩张状态中并且定位元件314处于收缩状态中的情况下，如图5E所示，可以将紧固件380(例如缝钉或缝合线)施加在小肠壁356和胃囊壁352上，以使小肠和胃囊彼此固定，从而形成端对端的吻合。例如，可以通过外科吻合器在第二可扩张元件312的圆周附近将缝钉施加在小肠壁356和胃囊壁352上。
一旦胃囊和小肠已经彼此固定，则可以从组织中的开口350、354中取出组织并置装置300。如图5F所示，为了能够从开口350、354中取出装置300，可以中止向至少第一和第二可扩张元件310、312输送电能以使得第一和第二可扩张元件310径向收缩，由此使得组织并置装置300能够从小肠壁356和胃囊壁352中取出。
本领域普通技术人员根据上述实施方式将了解本发明的其它特征和优点。因此，本发明不会受到已经具体显示和描述的内容限制，而是由所附权利要求限定的一样。在这里所引用的所有公开内容和参考文献其全文在这里通过引用并入本文。
权利要求
1.一种组织并置装置，包括其上连接有至少一个可扩张元件的细长构件；以及与该细长构件连接并且用于使至少一个可扩张元件相对于该细长构件轴向运动的定位元件，其中，该定位元件和至少一个可扩张元件中的至少一个能够在向其输送电能时尺寸发生变化。
2.如权利要求1所述的组织并置装置，其中，所述定位元件能够在向其输送电能时轴向收缩。
3.如权利要求1所述的组织并置装置，其中，至少一个可扩张元件能够在向其输送电能时径向扩张。
4.如权利要求1所述的组织并置装置，其中，所述细长构件包括固定部分和与该固定部分可动地连接的可动部分，并且将至少一个可扩张元件连接到该可动部分上。
5.如权利要求4所述的组织并置装置，其中，所述可动部分可滑动地设置在形成于至少一部分固定部分中的内腔内。
6.如权利要求4所述的组织并置装置，其中，所述定位元件与该细长构件的固定部分和可动部分连接并且在它们之间延伸。
7.如权利要求4所述的组织并置装置，其中，所述定位元件包括电活性聚合物索。
8.如权利要求7所述的组织并置装置，其中，所述电活性聚合物索包括挠性导电外壳，该外壳具有设置在其中的电活性聚合物和离子流体。
9.如权利要求7所述的组织并置装置，其中，所述电活性聚合物索包括电活性聚合物复合材料，其具有至少一层挠性导电层、电活性聚合物层和离子凝胶层。
10.如权利要求4所述的组织并置装置，其中，所述可动部分和固定部分通过该细长构件的挠性部分彼此可动地连接。
全文摘要
本发明提供了用于使组织彼此并置定位的装置。在一个示例性实施方式中，提供了一种组织并置装置，其具有其上连接有至少一个可扩张元件的挠性轴，和适于使该可扩张元件相对于细长轴轴向运动以使通过可扩张元件接合的组织运动的定位元件扩张。在一个示例性实施方式中，定位元件和可扩张元件中的至少一个可以由电活性聚合物形成。
文档编号A61M29/00GK1903134SQ20061010891
公开日2007年1月31日 申请日期2006年7月28日 优先权日2005年7月28日
发明者马克·S·奥尔蒂斯, 莱内塔·弗里曼 申请人:伊西康内外科公司