具有加热元件的人工晶体供给系统的制作方法

文档序号:14954370发布日期:2018-07-17 23:15阅读:132来源:国知局

用于治疗眼部晶体浑浊(医学上被称为白内障)的外科技术有很多。使用最广泛的技术是晶体超声乳化术,其中,将细管引入患病晶体中并借助超声来激发振动。通过振动将硬晶体破碎或乳化成小颗粒,这些小颗粒可以通过管借助于泵被吸出。在此,供应洗液(冲洗液),其中,颗粒和液体的吸出通过连接至该管的抽吸管路来进行。如果晶体完全被乳化和清除,则可以在空囊袋内植入新的人造晶体,使得以此方式被治疗的患者可以再次获得良好的视力。

植入人造晶体(其被称为人工晶体)是借助于人工晶体供给系统来进行的。人工晶体供给系统具有套管,人工晶体借助活塞向前运动经过套管并被推入患者的囊袋中。为了可以使得对角膜的损伤尽量小,套管的直径是例如非常小的1.6mm。然而如此小的直径要求人工晶体在卷起的状态下输送通过套管。为了可以卷起人工晶体,人工晶体由柔软材料制成,其通常是塑料。材料选择一方面影响人工晶体卷入狭窄的套管中的能力,另一方面材料选择影响人工晶体在套管内向前运动期间的弹性。已知的是,所述特性明显与人工晶体的材料温度有关。温度过低可能导致人工晶体在套管内向前运动期间产生裂缝,反之,温度过高可能引起人工晶体的永久性变形。

由ep2083753b1已知一种可加热的人工晶体供给系统,借助该系统可以获得期望的人工晶体温度。为此需要提供电气连接件和能量源。这些电气连接件可能由于接触问题而发生故障,导致加热器完全失效。如果能量源是电池,则该电池可能显著提高人工晶体供给系统的重量。此外,电池使用寿命是有限的,从而可能出现在手术期间能量供应变弱或者无法再提供能量。如果在人工晶体供给系统外部提供了能量源,则需要电气连接缆线,这些电气连接缆线给人工晶体供给系统的可操作性带来负面影响。为了获得人工晶体的期望温度,需要温度调节装置以及也许需要传感器来获得设定温度。这明显提高了人工晶体供给系统的技术成本。如果期望的温度应当是可调节的,则这还进一步提高了技术成本。

本发明目的是创造一种可加热的人工晶体供给系统,该可加热的人工晶体系统仅与较小的技术成本相关,最小能量供给就足够了,没有电气接触问题并且与不可加热的人工晶体供给系统一样是可以良好操作的。

该目的是通过独立权利要求1的主题来实现的。本发明的有利改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的人工晶体供给系统具有:

-壳体,

-可插入该壳体中的用于容纳人工晶体的盒子,

-加热元件,该加热元件具有潜热储存器和晶核剂,

-压力元件,该压力元件与该盒子或该壳体相联接并且可以如此移位:即,在将该盒子插入该壳体中时该压力元件向该晶核剂施加压力,从而能够将热能从该加热元件输送至该盒子。

潜热储存器可以蕴含热能、损耗小、具有多个重复周期并且储存时间长。在潜热储存器中,潜在的熔融热、溶液热或吸收热与其基于其标准比热容可能储存的热量相比是明显更大的。在潜热储存器中,利用热力学状态变化的热焓。潜热储存器的“加载”例如可以通过熔融某种材料来进行,其中,这些材料吸收非常多的热能(熔融热)。然后,“释放”是在开始凝固之后进行的,其中,潜热储存器将先前所吸收的较大热量作为“凝固热”再次输出至其周围环境。然而,熔融物的过冷却是不期望的,从而根据本发明给潜热储存器添加晶核剂,这些晶核剂在低于熔融温度不久后实现晶化。

潜热储存器可以是盐水合物mnh2o,例如na2so4•10h2o(32.5℃)或nacl•na2so4•10h2o(32.4℃)。潜热储存器也可以是由醋酸钠na(ch3coo)或naoac(58℃)构成的过饱和溶液。

根据本发明,该人工晶体供给系统(其优选是注射器)具有压力元件,该压力元件与盒子或壳体相联接并且可以如此移位:即,在将盒子插入壳体时该压力元件向晶核剂施加力。对于压力元件而言,施加到晶核剂上的力如此确定大小:使得在潜热储存器内触发晶化并由此释放潜在热能。这可以通过向晶核剂施加例如30n至50n的力来实现。

压力元件可以被预张紧,从而人工晶体供给系统的操作人员通过解除预张紧来释放压力,然后该压力可以作用于晶核剂。另一方面,压力元件可以通过由操作人员进行的移位(例如通过平移或旋转)将静态压力施加到晶核剂上。在此可行的是,压力逐渐增大地作用于晶核剂,同时将盒子插入人工晶体供给系统中。然后,在将盒子插入人工晶体供给系统的过程期间强制地施加力。然而同样可行的是,在盒子已经被插入人工晶体供给系统中的情况下(即,在所谓的预装载的人工晶体供给系统中),当操作人员觉得时机适合时,则由压力元件首次将压力施加到晶核剂上。该时机可以与下述持续时间有关:即,在此持续时间内,盒子或容纳在其中的人工晶体在触发晶化之后达到期望温度。

根据本发明,压力元件是可移位的。由此,压力元件的位置以及由此压力元件与盒子或压力元件与壳体之间的相对位置是可以变化的。这意味着,压力元件可以施加到晶核剂上的压力是可以变化的。如果用于触发晶核剂晶化所需的压力不够(例如由于盒子的制造误差),则可以通过压力元件的移位以简单方式提高该力。但是即使在非预装载的人工晶体供给系统中对于操作人员而言只能艰难地实现将盒子插入壳体中时,压力元件的移位也可以是有利的。然后如果例如缩短压力元件移位的路径,则这实现使将盒子插入壳体中的力更小,由此可以提供更小的力用于触发晶化。如果触发了晶化,则可以如此移位的压力元件始终都是有利的。

根据一个实施方式,该加热元件仅可以与该盒子相连接。加热元件的单独表面优选构成待加热的人工晶体的支撑面。加热元件的表面可以被实施为平坦或弯曲的,例如呈凹形。凹形表面是有利的,这是因为由此更多热量可以向盒子的内部区域中以及由此朝容纳在盒子中的人工晶体而定向。特别优选的是,加热元件具有与支撑面相邻地从该支撑面突出的表面,这些表面同样可以辐射热量。由此可以更均匀地加热盒子的内部区域以及容纳在其中的人工晶体。此外有利的是,在与盒子相连的加热元件中,该加热元件的表面构成人工晶体的支撑面,盒子可以以相对较小的尺寸来实施。另外可行的是,在加热元件与人工晶体之间存在中间层,该中间层确保了从加热元件输出的热量在朝向人工晶体的方向上的均匀的热量分布。

根据另一实施方式,加热元件仅与壳体相连接。于是,加热元件不与盒子相连。这实现了尺寸非常小的盒子,从而盒子的质量很小,因而可以非常快速地被加热元件加热并且可以简单操作。

如果加热元件与壳体相连并且盒子插入壳体,则盒子与加热元件之间优选仅存在0.001mm至0.5mm的范围内的小的间距,由此从加热元件释放的热能可以很好地加热盒子和容纳在其中的人工晶体。特别优选地,加热元件与盒子之间完全没有间距,这是因为盒子和加热元件存在表面接触。由此实现从加热元件至盒子的最优热传递。

通过本发明,可以将预定能量额输出至人工晶体,其中,无需电能、电触点以及缆线。根据本发明的人工晶体供给系统由此可以与不可加热的人工晶体供给系统同样好地进行操作。在此,根据本发明的人工晶体供给系统的技术复杂度非常低。

根据另一实施方式,压力元件是盒子的侧翼元件处的凸起。盒子可以包含处于尚未被卷起或折叠状态下的人工晶体。如果操作人员想将人工晶体植入要治疗的眼睛中,则操作人员可以通过枢转至少一个沿侧向安排在盒子处的侧翼元件(例如参见de102013105185a1中的图14至图17)而将该人工晶体稍微卷起。只有当人工晶体即将要被引入眼睛中时,才进行这种枢转运动。如果根据一个实施方式在盒子的侧翼元件上存在凸起,则在凸起与加热元件之间施加力并且由此在人工晶体更明显地卷起并被输送到人工晶体供给系统的套管中之前不久,在潜热储存器内开始晶化。由此实现自动且不操作其他装置元件地在时间上有利的时刻释放热量,在该时刻需要晶体的更强的弹性和可塑性。

根据另一实施方式,可移位的压力元件具有挺杆,借助于该挺杆可以向晶核剂施加压力。挺杆可以实现将可自由调节的力施加到晶核剂。挺杆允许大的调节路径,从而当将盒子插入壳体时,挺杆在缩回状态下不会产生干扰。除了活塞之外可以提供挺杆,借助该活塞将人工晶体通过套管输送到眼睛中。然而,挺杆也可以与活塞一体式地形成以用于输送人工晶体。挺杆的调节路径优选比活塞调节路径更短。挺杆仅用于触发晶核剂的晶化,从而该挺杆在触发了加热元件晶化之后不再运动。这例如可以通过如下方式来实施:即,挺杆与活塞分离。如果挺杆不再运动,则当操作人员操作活塞时,仅活塞还运动以用于输送人工晶体。

在本发明的另一实施方式中,壳体具有可移位的壳体部分。这可以有利的是,操作人员在佩戴防护手套的情况下也可以很好地握持壳体部分并且由此可以以简单方式实现例如呈平移运动形式的移位。这简化了根据本发明的人工晶体供给系统的可操作性。于是,压力元件优选与壳体相联接,其中,通过壳体部分的移位使得压力元件移位。

加热元件优选具有多个晶核剂。如果向这些晶核剂各自施加力,则可以在潜热储存器中的多个位置处触发晶化。因而在多个位置处释放热量,从而可以实现对盒子和容纳在其内的人工晶体的更好加热。这些晶核剂优选均匀分布地被安排在加热元件中。由此可以实现均匀地加热人工晶体。

在本发明另一实施方式中,人工晶体供给系统在壳体与加热元件之间具有结构元件,该结构元件与壳体相比具有更高的热反射或更高的热隔离。通过晶化释放热能,所述热能首先不是沿一个方向转向、而是从晶化点呈球状地辐射。如果根据该实施方式提供了结构元件(该结构元件与壳体相比具有更高的热反射或更高的热隔离),则热量可以更明显地在盒子和容纳在其内的人工晶体的方向上定向,其中,相对较少的热量辐射到背离人工晶体的壳体区域中。

加热元件优选具有在150mm³至500mm³范围内的体积,并且潜热储存器在晶核剂活化之后释放在50至300焦耳、优选50至100焦耳的范围内的热能。这可以实现创造一种人工晶体供给系统,该人工晶体供给系统具有与不可加热的人工晶体供给系统类似的尺寸和类似良好的可操作性。

参照以下附图阐述本发明的其他优点和特征,在附图中:

图1示出本发明人工晶体供给系统的第一实施方式的示意图,该人工晶体供给系统具有未被插入壳体中的盒子;

图2示出本发明人工晶体供给系统的该第一实施方式的示意图,其中,盒子已被插入壳体中;

图3示出用于本发明人工晶体供给系统的第一实施方式的盒子的示意图;

图4示出根据第二实施方式的人工晶体供给系统的示意性截面视图;

图5示出根据第三实施方式的人工晶体供给系统的示意性截面视图;

图6示出本发明人工晶体供给系统的第四实施方式的示意图,该人工晶体供给系统具有可移位的挺杆;并且

图7示出本发明人工晶体供给系统的第五实施方式的示意图,该人工晶体供给系统具有可移位的壳体部分。

图1示出本发明人工晶体供给系统100的第一实施方式的示意图。人工晶体供给系统100具有壳体1和可插入壳体1中的盒子2,所述盒子用于容纳人工晶体3。在图1所示实施方式中,盒子2尚未插入壳体1。此外,当盒子2已被插入壳体1中时,人工晶体供给系统100具有用于加热盒子2和包含在其内的人工晶体3的加热元件4。图1中可看到,加热元件4与壳体1相联接。壳体1可以具有导轨,该导轨例如沿竖直或水平方向延伸并且适合于与盒子2中的凹槽接合。可以手动地或借助于在壳体1内提供的装置将盒子2插入壳体1中。将盒子2插入壳体1意味着,盒子2被定位在加热元件4的附近。

加热元件4具有潜热储存器5和晶核剂6。如果盒子2被插入壳体1中,则在此实施方式中与盒子2相联接的压力元件8将压力施加到加热元件4的晶核剂6上。图2中展示了这种情况。压力元件8作用于加热元件4和其内所含的晶核剂6,其中,盒子2的下侧7接触加热元件4的上侧71。通过由压力元件8将压力施加到晶核剂6上可以在潜热储存器5内触发晶化,由此将热能从潜热储存器5引导至盒子2和容纳在其内的人工晶体3。如果人工晶体3已被所供应的热能充分加热,则可以借助于活塞9在朝向人工晶体供给系统100的套管11的方向上引导人工晶体3,该活塞在沿箭头10的进给方向上其位置是可变的。套管11基本上呈圆锥形地形成,从而通过使活塞9不断向前运动而将人工晶体3卷入该套管11中。为了实现较少的热损耗,加热元件4仅被直接安排在盒子2下方。然而也可行的是,套管11也一起被加热。

潜热储存器5可以包含在被设计为方形的加热元件4内,其中,加热元件4例如具有长×高×宽为20mm×10mm×1.25mm的尺寸。如果将硫酸钠材料用作为潜热储存器5,则在所述尺寸的情况下可以释放在约60至70焦耳的范围内的热能。如果将加热元件4与插入壳体1中的盒子2之间的导热系数假定为约200w/(m².k),则热能可以从加热元件4到达盒子2并在那里在约1分钟内到达人工晶体3,以便加热该人工晶体。

根据本发明的人工晶体供给系统100的第一实施方式,盒子2设有可移位的压力元件8,这正如图3所示。压力元件8可以沿双箭头20在竖直方向上在其位置上移位,例如借助于(图3中未示出的)螺纹,从而实现相对于盒子2的下侧7的可变间距21。借此可以以简单方式补偿制造误差,从而可以始终获得用于与加热元件4和位于其内的晶核剂6接触的期望间距21。压力元件8可以通过弹簧22被预张紧,当应该触发晶核剂的晶化时,该弹簧可以由操作人员释放。由此不仅触发静态压力、而且也触发撞击晶核剂6,从而可以非常可靠地开始晶化。一般地,可以提供机械、电气、磁性或化学蓄能器,以加速压力元件8,从而使该压力元件可以以撞击能量来撞击晶核剂6。

图4示出根据第二实施方式的人工晶体供给系统的截面图,该人工晶体供给系统具有插入壳体1中的盒子2,其中,展示了横向于进给方向10的截面图。人工晶体3直接位于加热元件4的表面41上,其中,加热元件4与盒子2相连接。表面41被设计为凹形的,从而从加热元件4输出的热能很好地在朝向人工晶体3的方向上定向。

图5示出根据第三实施方式的人工晶体供给系统的截面图,该人工晶体供给系统具有插入壳体1中的盒子2,其中,展示了横向于进给方向10的截面图。在此同样与盒子2相连接的加热元件4是如此实施的:即,该加热元件具有用于人工晶体3的平坦支撑面41以及与支撑面41相邻地、从该支撑面垂直地突出的表面42和43,这些表面同样可以辐射热量。由此,可以实现相对均匀地加热盒子2的内部区域和容纳在其内的人工晶体3。

图6示出人工晶体供给系统400的第四实施方式,在该实施方式中,在不具有根据第一实施方式的压力元件8的情况下提供了盒子2。在人工晶体供给系统400中,提供挺杆40作为可移位的压力元件。挺杆40沿着双箭头41的方向可移动地被引导。通过挺杆40在朝向加热元件4的方向上的移位可以借助于挺杆40的尖端42向晶核剂6施加压力并且触发晶核剂6的晶化。在此实施方式中,加热元件4与盒子2相连接。然而,该加热元件也可以与壳体1相连接。

挺杆40可以与活塞9相联接或者可以与活塞9无关地运动。挺杆40和活塞9的联接是有利的,因为例如仅活塞9需要由操作人员来操作。在达到用于触发晶核剂6晶化所需的压力之后,在活塞9继续进给时,挺杆40可以分离,从而仅进行活塞9和人工晶体3的进给。

在图7中展示了人工晶体供给系统500的第五实施方式。人工晶体供给系统500在此具有可以沿着双箭头51的方向移位的壳体部分50,该壳体部分是壳体1的组成部分。如果该壳体部分50具有呈凸起52的形式的压力元件例如作为与壳体部分50刚性联接的挺杆40,则通过壳体部分50的水平移位可以将力施加到晶核剂6。随后可以沿进给方向10来操作活塞9,以将人工晶体3输送至套管11。在此实施方式中,加热元件4与盒子2相连接。然而,该加热元件也可以与壳体1相连接。

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