BR112017025984B1 - Manipulador de matéria com revestimento condutivo - Google Patents

Abstract

MANIPULADOR DE MATÉRIA COM REVESTIMENTO CONDUTIVO. Um dispositivo incluindo um manipulador de tecido, um revestimento condutivo e pelo menos uma área de conector. Por exemplo, o manipulador de tecido pode ser tesoura, aplicadores de fixações ou fixações, grampeadores e grampos ou um dispositivo de selagem de vaso sanguíneo. O revestimento condutivo pode ser aplicado à fixação, grampo ou mordentes da tesoura ou dispositivo de selagem. Energia elétrica pode ser fornecida através de áreas de contato (áreas de conectores) - tal como entre uma bigorna e um empurrador do grampeador e o revestimento condutivo no grampo. O revestimento condutivo pode ser energizado junto com aplicação mecânica do manipulador para transformar e facilitar fixação de camadas de tecido.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório US 62/170.010, depositado em 2 de junho de 2015, cuja totalidade está incorporada a este documento pela referência.

ANTECEDENTES

[002] Cirurgia minimamente ou menos invasiva e tratamentos interventivos de pacientes de uma maneira geral são mais seguros, mais rápidos e menos traumáticos para o paciente. Estes procedimentos, portanto, envolvem menos inflamação, dor pós-operatória e risco de infecção e tempo de cicatrização reduzido quando comparados com formas de cirurgia mais invasivas, incluindo cirurgia geral e aberta.

[003] De modo similar, em aplicações não médicas, inspeção e reparo menos invasivos de áreas remotas e defeitos em tratamentos não médicos, se envolvendo uma linha tronco de esgoto, uma linha hidráulica, uma tubulação de óleo, uma linha de gás ou outras áreas não médicas nas quais inspeção e/ou reparo podem ser obtidos com menos rompimento e intrusão, de uma maneira geral são superiores a tornar acessível a área de forma mais invasiva para inspeção e reparo.

[004] Em aplicações médicas, abordagens menos invasivas usualmente envolvem visualização direta (ou remota) com instrumentos usados para diagnose e para tratamento e manipulação. Aplicações de visualização direta incluem cirurgia usando uma pequena incisão (chamada de minitoracotomia) e visualização direta de um local cirúrgico geral aberto. Alternativamente, uma ou mais formas de visualização remota podem ser usadas, tais como uma inspeção do colo usando uma colonoscopia flexível ou visualização de um local cirúrgico usando um laparoscópio, ou imageamento de um vaso sanguíneo ou de um lúmen usando meios de contraste e fluoroscopia enquanto navegando dentro do vaso sanguíneo usando fios guia e cateteres.

[005] Em aplicações não médicas, visualização direta pode ser alcançada por meio do uso de pequenas portas. Por exemplo, ao fazer um furo em uma tubulação para inspecionar a linha em um ponto específico. Um outro exemplo é o uso de um boroscópio para navegar remotamente e avançar pela tubulação para visualizar a área de inspeção para possível reparo remoto.

[006] Apesar dos benefícios com estas abordagens, existe uma necessidade de melhorar a visualização e manipulação total de tecido e de outra matéria por meio da adição de capacidades mais terapêuticas e de reparo para uso em aplicações tanto médicas quanto não médicas. Manipuladores de matéria para procedimentos de abertura (médicos e não médicos) também podem se beneficiar de melhoramentos adicionais.

SUMÁRIO

[007] Implementações da presente revelação superam os problemas da técnica anterior ao fornecer um dispositivo com pelo menos um manipulador de matéria, um revestimento condutivo e um terminal. O material condutivo é disposto em pelo menos uma parte do manipulador. O manipulador, por exemplo, pode ser um grampo, um bisturi, um fio, um laço, um agarrador ou um elemento de dissecação, materiais de sutura, malha e outros dispositivos implantáveis (incluindo uma gaiola espinhal, stents, válvulas de coração, desfibriladores e marca-passos, substituições de joelho e de quadril, e outros dispositivos implantáveis). O terminal é capaz de fornecer energia (tal como energia elétrica) para o material condutivo. Em um aspecto, o material condutivo é um material transparente oticamente. Também, o material condutivo pode conduzir energia elétrica. Vantajosamente, o dispositivo permite manipulação de tecido ou de outra matéria concorrente com a aplicação de energia por meio do revestimento condutivo.

[008] Estes e outros recursos e vantagens das implementações da presente revelação se tornarão mais prontamente aparentes para os versados na técnica mediante consideração da descrição detalhada a seguir e desenhos anexos, os quais descrevem modalidades da presente revelação.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[009] A figura 1 mostra um esquema de um dispositivo de uma implementação da presente invenção incluindo um grampo cirúrgico com um revestimento condutivo e uma fonte de energia;

[010] A figura 2 mostra um esquema de uma série de grampos cirúrgicos com um revestimento condutivo, tais como os grampos da figura 1 em série:

[011] A figura 3 mostra um esquema de um grampeador cirúrgico com um revestimento condutivo e uma fonte de energia;

[012] A figura 4 mostra um esquema de um laço bipolar com um revestimento condutivo e uma fonte de energia:

[013] A figura 5 mostra um esquema de um material de sutura cirúrgico com uma agulha, dos quais um ou outro ou ambos podem ter um revestimento condutivo, e uma fonte de energia;

[014] A figura 6 mostra um esquema de uma tela cirúrgica com um revestimento condutivo e uma fonte de energia orgânica e uma fonte de energia externa;

[015] A figura 7 mostra um esquema de um stent com um revestimento condutivo, um cateter de entrega e uma fonte de energia;

[016] A figura 8 mostra um esquema de um anel de reparo de válvula de coração com um revestimento condutivo, uma fonte de energia orgânica e uma fonte de energia externa;

[017] A figura 9 mostra um esquema de um bisturi com um revestimento condutivo e uma fonte de energia;

[018] A figura 10 mostra um esquema de um manipulador de matéria de articulação e telescópico com agarradores na extremidade distal em que os agarradores têm um revestimento condutivo;

[019] A figura 11 mostra um esquema de uma gaiola espinhal com um revestimento condutivo, uma fonte de energia orgânica e uma fonte de energia externa; e

[020] A figura 12 mostra um diagrama esquemático de um dispositivo também de uma outra implementação da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[021] Implementações da presente revelação serão descritas mais totalmente em seguida. De fato, estas implementações podem ser incorporadas em muitas formas diferentes e não devem ser interpretadas como limitadas às implementações expostas neste documento; particularmente, estas implementações são fornecidas de tal maneira que esta revelação satisfará exigências legais aplicáveis. Tal como usado no relatório descritivo, e nas reivindicações anexas, as formas singulares “um”, “uma”, “o” e “a” incluem referências plurais a não ser que o contexto dite claramente de outro modo. O termo “compreendendo” e variações do mesmo tais como usados neste documento são usados de forma sinônima com o termo “incluindo” e variações do mesmo e são termos abertos não limitativos.

[022] Os inventores têm observado que apesar dos muitos benefícios associados com usar dispositivos para abordar matéria de forma menos invasiva, incluindo visualização remota, em um contexto médico ou para inspecionar e fixar condições em aplicações não médicas, assim como em procedimentos de abertura tais como cirurgia geral e aplicações não médicas, ainda existem questões significativas com estas tecnologias onde melhoramento é necessário. Instrumentos e outros elementos para modificar, manipular e reparar matéria e para fornecer outra terapia tipicamente têm capacidades únicas ou limitadas, incluindo uma falta de capacidade para entregar efetivamente energia, enquanto executando outras tarefas benéficas.

[023] A presente invenção, em algumas implementações, inclui um manipulador de matéria com um ou mais revestimentos no manipulador, incluindo um revestimento condutivo, o qual permite que energia seja aplicada à matéria em contato ou nas proximidades do manipulador para alterar ou afetar matéria. Implementações da invenção têm o benefício de capacitar manipulação de matéria e entrega de energia no mesmo dispositivo. Exemplos incluem fornecer aplicações de energia para dispositivos usados para segurar, dissecar, laçar, manipular, desatar, selar, medir, avaliar, navegar e fechar tecido e outra matéria. Adicionalmente, o revestimento condutivo tem o benefício de transmitir energia sobre ou através do revestimento, limitando o efeito da energia no manipulador se desejado, incluindo limitar autoaquecimento e efeitos colaterais não pretendidos da energia, incluindo espalhamento térmico.

[024] Exemplos de aplicações do manipulador de matéria com revestimento condutivo incluem aplicar o manipulador de matéria para selar vasos sanguíneos ou como um bisturi com autoaquecimento reduzido do dispositivo e colagem dos vasos sanguíneos, aplicar o manipulador de matéria a laços para fornecer aplicação bipolar uniforme de energia para remover por meio de corte pólipos no trato gastrointestinal, aplicar o manipulador de matéria a agarradores e stents cirúrgicos para entregar energia para tecido e para outra matéria, dentre outras.

[025] Modalidades do dispositivo incluem manipuladores de matéria com revestimentos condutivos que também têm ângulos de contato com água hidrofóbicos e superidrofóbicos, os quais impedem matéria de grudar ou aderir ao manipulador de matéria, incluindo quando energia é aplicada à matéria por meio do revestimento condutivo. Isto permite que a energia seja entregue para a matéria sem manipulação não pretendida da matéria por causa de agarramento, colagem ou outra aderência não pretendida da matéria ao manipulador. Além do mais, isto permite que a energia seja entregue através do revestimento, em vez de pelo manipulador, reduzindo o nível de autoaquecimento e espalhamento térmico colateral. Isto tem vantagens de desempenho com uma variedade de aplicações, tais como bisturis, grampos cirúrgicos, grampos, prendedores e outros dispositivos de fixação, a aplicação de colas e outros adesivos que são ativados ou curados por energia, agarradores que agora podem ser energizados sem espalhamento térmico, laços colorretais que podem ser energizados sem espalhamento térmico e sem folgas na aplicação de energia para tecido, e outras aplicações que se beneficiam da aplicação de energia e de um revestimento condutivo para limitar aderência de matéria. Esta variante do manipulador também pode incluir dispositivos implantáveis de longo prazo onde a aplicação de energia por meio do revestimento diminui a incidência de hemorragia com o implante do dispositivo e pode preparar a matéria circundante para aceitar o dispositivo, enquanto que o ângulo de contato com água hidrofóbico ou superidrofóbico impede encapsulamento e crescimento para dentro de tecido, reduzindo certo risco de infecção e preservando a opção de remover o implante se necessário.

[026] Exemplos desta aplicação incluem, dentre outras, condutores de ritmo e marca-passos, desfibriladores implantáveis, materiais de sutura e grampos removíveis, certos tipos de stents (tais como stents biliares usados para abrir dutos bloqueados, os quais podem ser removidos mais tarde), endográficos, implantes de seios, implantes penianos, dispositivos de neuroestimulação para tratar doenças neurogenerativas (tais como doença de Parkinson e depressão), dispositivos de estimulação para tratar artrite e para gerenciamento de dor, implantes de joelho e de quadril e outros dispositivos implantáveis onde a aplicação de energia e crescimento para dentro de tecido limitado ou restringido é benéfico. Adicionalmente, estes dispositivos podem ser configurados de maneira que a energia condutiva venha de uma fonte externa, tal como um gerador de energia, de uma fonte de energia no dispositivo, tal como uma bateria, ou de uma fonte orgânica, tal como uma conexão para um elemento de geração de energia no objeto de implante, tal como um nervo ou outro elemento de impulso elétrico no paciente.

[027] Modalidades do manipulador de matéria também incluem variações do revestimento condutivo que tem ângulos de contato com água hidrófilos, o que estimula a retenção de água e a aderência ou crescimento para dentro de tecido e de outra matéria para o manipulador, incluindo quando energia é aplicada à matéria por meio do revestimento condutivo. Isto permite que a energia seja entregue para a matéria enquanto que estimulando aderência da matéria ao revestimento para criar benefícios de desempenho por meio da combinação da aplicação de energia com o revestimento hidrófilo. Exemplos destes benefícios incluem melhorar o nível de crescimento para dentro de tecido em aplicações médicas onde a manipulação de matéria, aplicação de energia e crescimento para dentro ou aderência de tecido são benéficos, tais como com materiais de sutura bioabsorvíveis e não absorvíveis, telas cirúrgicas para vários reparos (incluindo hérnia, piso pélvico, incontinência, reconstrução de seio e outras cirurgias reconstrutivas), bobinas para uso em lúmens (incluindo, por exemplo, o sistema vascular, pulmões, útero e sistema neurovascular), certos stents (tais como um stent ou implante similar usado para fechar uma trompa falopiana), válvulas de coração, anéis de válvula de coração, implantes dentais e enxertos de gengiva, dentre outros.

[028] Um manipulador de matéria com um revestimento condutivo seria benéfico também em aplicações não médicas, incluindo aplicações que se beneficiariam adicionalmente de ter um revestimento condutivo com vários ângulos de contato com água, incluindo um manipulador de matéria com um ângulo de contato com água hidrofóbico ou um superidrofóbico, ou um ângulo de contato com água hidrófilo. Exemplos de aplicações incluem, por exemplo, aplicar energia para remover ou eliminar resíduos em uma tubulação ou linha de esgoto, para curar uma cola ou adesivo para reparar um defeito, para soldar conjuntamente materiais soldáveis em uma junção exclusiva na qual o manipulador é configurado para encaixar a junção, para entregar energia a uma distância do usuário por meio de um elemento relativamente grande com o manipulador de matéria na extremidade do dispositivo (ou arrumado através do dispositivo de modo consistente ou intermitente), incluindo dispositivos de conexão e/ou telescópicos e unitários, e outras formas de estender ou deslocar o manipulador para matéria.

[029] O manipulador de matéria com revestimento condutivo pode ser um instrumento de mão (se rígido ou articulável ou uma combinação dos mesmos), um instrumento de navegação remoto (tal como um fio, um cateter, uma extensão ou outro dispositivo similar), um ou mais braços robóticos (incluindo parte de um sistema robótico), um dispositivo implantável em uma aplicação médica ou não médica, uma parte de uma linha de produção onde a manipulação de matéria e a aplicação de energia com vários ângulos de contato com água são vantajosas, como parte de um molde de fabricação, e qualquer outra aplicação onde a manipulação de matéria e a aplicação de energia com vários ângulos de contato com água são vantajosas ou benéficas.

[030] O manipulador de matéria também pode ser usado para entregar energia em uma variedade de formas, incluindo energia elétrica entregue como corrente contínua, corrente alternada, corrente pulsada de alta tensão, corrente contínua de baixa intensidade, um campo eletromagnético pulsado, modulação elétrica de frequência rítmica e outras formas de energia elétrica com um efeito terapêutico ou benéfico em tecido ou em outra matéria. Exemplos dos benefícios médicos provenientes da aplicação destas várias formas de energia incluem reparo de fratura aperfeiçoado, dor reduzida (de estimulação de nervo transcutâneo e de outras abordagens de estimulação elétrica), carga bacteriana reduzida, modificação ou proliferação de células, perfusão aperfeiçoada, cicatrização de ferimento acelerada e modificação de tecido ou de matéria direcionada.

[031] Em modalidades, o manipulador pode ser articulável, flexível ou rígido ou com uma combinação destas características.

[032] Em modalidades, o manipulador de matéria inclui elementos de realimentação para permitir ao operador entregar quantidades precisas de energia para matéria, incluindo sensores de pressão, termistores, termoacopladores, ultrassom e outras formas de imageamento, e outro elementos de realimentação e localização e navegação para melhorar o nível de precisão e confiança ao entregar energia para matéria alvo, assim como para melhorar a navegação para alvos de matéria.

[033] De uma maneira geral, como um exemplo adicional, os inventores descobriram que em cirurgia menos invasiva instrumentos precisam ser avançados, retraídos e trocados através de incisões, portas, canais de trabalho ou outros pontos de acesso. Esta abordagem significa que o instrumento correto nem sempre está prontamente disponível quando necessário. Por exemplo, ao executar um caso de cirurgia laparoscópica, um vaso sanguíneo pode ser cortado e um sangramento pode ocorrer, enquanto o médico está engajado em dissecação fina de tecido para acessar um ponto de tratamento. O médico pode não ter um instrumento de cauterização ou de selagem de vaso sanguíneo em uma das portas usadas para avançar e retrair instrumentos no paciente para tratamento. Quando isto ocorre, o sangramento continuará enquanto o médico retrai um dos instrumentos e insere um dispositivo de cauterização ou um dispositivo de selagem de vaso sanguíneo (chamada de troca de dispositivo) para tentar e então encontrar o sangramento e pará-lo. Por causa do tempo que ele gasta para completar a troca de dispositivo, a área de hemorragia pode ficar cheia de sangue, obscurecendo a localização do sangramento. Adicionalmente, durante este tempo, a extensão pode se tornar coberta com sangue, resíduos ou outro fluido, ou pode ficar coberta de névoa causando problemas adicionais que complicam descobrir e tratar o sangramento.

[034] Um manipulador de matéria que é capaz de manipular matéria e entregar energia rapidamente para abordar um sangramento, por exemplo, sem precisar de uma troca de dispositivo é valioso. Em algumas instâncias, o manipulador de matéria pode ser implementado com ou usando uma extensão com um acoplador ótico com (ou sem) um revestimento condutivo. Entretanto, em outras instâncias, o médico pode desejar manter a extensão distante do sangramento e usar um instrumento diferente em um ângulo diferente para abordar o sangramento, o que é onde um manipulador de matéria separado com um revestimento condutivo seria de valor especial, superando limitações práticas correntes.

[035] Também, uma certa estabilidade de substrato é desejável quando usado com aplicações de energia para minimizar o impacto do substrato nos materiais condutivos e o impacto da entrega de energia no substrato. O material para o substrato pode ser qualquer material que forneça o nível de aderência para o revestimento condutivo e sua aplicação de energia alvo. Estes materiais podem incluir, por exemplo, policarbonato, acrílico, poliestireno, copolímero de olefina cíclico, polímero de olefina cíclico, polietermida, quartzo, vidro, alumínio, materiais bioabsorvíveis, nitenol, aço, silicone, outros materiais elásticos, outros materiais elastoméricos, outros metais, materiais cerâmicos, epóxis, grafeno e qualquer outro material adequado para a aderência do revestimento condutivo na dada aplicação, levando em conta aderência de revestimento, desempenho de temperatura, biocompatibilidade quando aplicável, durabilidade, facilidade de fabricação e outros fatores.

[036] Por exemplo, materiais de policarbonato são um material bem apropriado para certas aplicações, incluindo aquelas onde um substrato transparente pode ser desejado, por causa do índice de refração e desempenho do policarbonato em várias faixas de temperaturas. Estes materiais fornecem desempenho de temperatura apropriado, incluindo propriedades de isolamento e níveis relativamente baixos de expansão térmica quando usados com a aplicação de várias formas de energia. Adicionalmente, alguns destes materiais fornecem uma combinação adicional de um índice de refração relativamente baixo e alta transmissão de luz para aplicações onde estas propriedades adicionais são benéficas.

[037] O dispositivo também pode ter um ou mais outros revestimentos, incluindo um outro revestimento condutivo, um revestimento dielétrico e outros revestimentos (incluindo revestimentos ou marcadores radiopacos) ou material condutivo ou de isolamento para facilitar a entrega efetiva de energia para matéria.

[038] Em outras modalidades, um dispositivo usando mais de um material pode conectar os materiais por meio de cola ou de outra ligação química, moldar os materiais conjuntamente, moldar um material sobre o outro material, colocar um conector mecânico entre os materiais, ou sobre os materiais ou uma combinação dos mesmos. Conexões também podem ser feitas ao revestir um material com um outro, aparafusar um material ao outro, inserir um fio, ou outros modos de conectar um material a um outro em que pelo menos um dos materiais é um substrato para um revestimento condutivo.

[039] Modalidades do manipulador de matéria incluem pelo menos uma estrutura transparente para o manipulador de matéria que, quando combinada com um material condutivo transparente, permite uma visibilidade aperfeiçoada da matéria sendo manipulada. O termo “transparente” tal como usado neste documento nem sempre está limitado a transparente oticamente. Em vez disto transparente pode incluir a capacidade ou característica para permitir passagem de ondas de energia, incluindo raios infravermelho e/ou ultravioleta. Transparente também não precisa estar limitado a perfeitamente transparente e em vez disto pode se referir a alguma capacidade para facilitar ou permitir passagem de raios de luz (por exemplo, translúcido).

[040] Alternativamente, o manipulador pode não ser formado de qualquer material transparente e em modalidades pode ser feito de um ou mais materiais não transparentes adequados para a aplicação de manipulador particular. Em modalidades, para certas aplicações, o manipulador pode servir como um suporte e aplicador para o material condutivo com capacidade limitada ou sem capacidade para melhorar visualização.

[041] Deve ser notado que o manipulador pode ser um único dispositivo, um dispositivo entregando outros dispositivos (tal como um grampo) ou ele pode se fixar a um outro dispositivo (incluindo um instrumento de navegação) por meio de uma seção de fixação. A seção de fixação pode incluir outra estrutura para facilitar fixação e/ou pode ser presa por meio de soldagem, adesivo, parafusos, conectores mecânicos, interferência entre um ou mais materiais e o outro dispositivo (tal como um dispositivo de imageamento ótico), ou outra forma de conexão entre o dispositivo e um outro dispositivo. Também, a seção de fixação não precisa ter uma forma particular (tal como um cilindro), mas em vez disto pode ser formada para casar com as formas de extremidade distais de vários dispositivos de imageamento óticos ou dispositivos de visualização remotos ou dispositivos de navegação. Ou a seção de fixação pode ser modelada para facilitar outras funções do dispositivo, incluindo modelagem dos lados e extremidade distal para ficar de acordo e manipular tecido e matéria de modo mais efetivo. Formas e materiais podem ser selecionados para tornar o dispositivo menos traumático ao contactar tecido e outra matéria.

[042] Em algumas modalidades, o material condutivo pode ser na forma de uma camada, tira, partícula, nanopartícula ou outra forma aplicada em algum padrão distinto, contínuo ou intermitente e em várias combinações dos mesmos. Variações nas formas ou padrões de aplicação do material condutivo são possíveis dentro das capacidades de adicionar um material a um outro por meio de aderência ou combinar o revestimento e outros materiais para alcançar um resultado desejado.

[043] O material condutivo pode compreender um óxido condutivo transparente (TCO), um metal condutivo tal como platina, um polímero, ou um semicondutor orgânico ou outros materiais capazes de conduzir ou transmitir energia através do dispositivo. O termo “camada” se refere a pelo menos alguma área do material condutivo tendo uma espessura e/ou o método de aplicação relativamente uniforme do material condutivo. Por exemplo, o material condutivo pode ser formado ou aplicado por meio de imersão, revestimento por deposição, pulverização, pulverização catódica, aplicação ultrassônica, escovação, pintura, deposição direta por feixe de íons, ablação de laser pulsado, deposição de arco catódico filtrado, conversão de feixe de íons de precursor condensado, pulverização catódica por magnétron, deposição de vapor químico ativado por plasma de radiofrequência, ou outra aplicação do material condutivo capaz de formar uma camada ou outro padrão no substrato pretendido. Em algumas modalidades, o material condutivo pode ter uma espessura de material uniforme. Em outras modalidades, o material condutivo pode ter uma espessura variável. Nenhuma parte do material condutivo precisa ter uma espessura exata - ela pode variar continuamente por todo ele. Em vez disto, a espessura de material pode ser variada dependendo da função de eletrodo pretendida, tal como o nível alvo de resistência (e suas variações) através do revestimento para a aplicação específica.

[044] Adicionalmente, o material condutivo pode ser aplicado para criar formas particulares (a não ser uma camada) pretendidas para aplicar energia em padrões e densidades diferentes à matéria. Também, o material condutivo pode ser aplicado em um modo não semelhante a camada, tal como ao ser formado em um molde e então colado, soldado ou fixado de outro modo ao manipulador de matéria. De novo, a forma do material condutivo em vez disto pode corresponder ao padrão desejado de aplicação de energia pelo material condutivo, incluindo um projeto de eletrodo específico envolvendo o material condutivo e conectores para o material condutivo.

[045] Em modalidades, o material condutivo pode ser aplicado em um padrão (tiras, fitas, covinhas, vazios, ondulações, curvas, círculos, semicírculos), irregular e outras abordagens para criar um eletrodo para um resultado pretendido de aplicar energia com o dispositivo.

Manipuladores de Matéria Exemplares Adicionais Com Revestimentos Condutivos

[046] Em outras implementações, manipuladores de matéria (tal como tecido) podem incluir o revestimento condutivo para energizar o manipulador. Por exemplo, um dispositivo pode incluir um manipulador de tecido, um revestimento condutivo disposto no manipulador de tecido e um conector que é configurado para fornecer energia para o revestimento condutivo. O termo “conector” tal como usado neste documento deve ser interpretado amplamente para significar qualquer estrutura que capacite fornecimento de energia elétrica ou de outra energia para o revestimento condutivo. O termo “conector” pode se referir a uma conexão permanente (solda, colagem, fios torcidos, um caminho condutivo com um revestimento condutivo) ou conectores permutáveis, tal como uma montagem de plugue e feixe de fios, ou capacite de outro modo transmitir energia de uma fonte de energia para o revestimento condutivo. Ele não precisa ser uma conexão física por todo o caminho para o revestimento. Por exemplo, ele pode se conectar via campo eletromagnético - tal como por meio de indutância. O termo “conector” também pode incluir estrutura e/ou função que permita, medeie, aprimore ou facilite de outro modo uma conexão. Um tipo particular de conector é um terminal que pode ser, por exemplo, uma área de material condutivo fornecida para ou capaz de acoplamento elétrico com uma fonte de energia. Um terminal, por exemplo, pode ser uma camada de metal condutivo depositada sobre uma superfície e modelada para contato com uma extremidade de um fio em um cateter de fornecimento de energia.

[047] Uma “área de conector” é uma área onde o conector pode ser fixado, montado, revestido, inserido, contactado, conectado, colado, fixado, grudado, camadas, sobreposto ou de outro modo pode transmitir energia para o revestimento condutivo.

[048] O termo “manipulador de matéria” tal como usado neste documento se refere a qualquer dispositivo para aplicar uma força à matéria - tal como para laçar, capturar, cortar, fixar ou de outro modo deslocar ou afetar a matéria, preferivelmente através das aberturas restringidas. Em particular, o manipulador de matéria pode ser um de uma faixa de manipuladores de tecidos operados através de pequenas portas em tecidos e anatomia de paciente durante cirurgia minimamente invasiva. Matéria não de tecido também pode ser manipulada, tal como matéria presa em sistemas de tubulação ou em áreas constringidas.

[049] Em um exemplo, o revestimento condutivo pode ser aplicado a um grampeador endoscópico para energizar o grampo à medida que ele é aplicado ao tecido. Energizar o grampo pode fechar adicionalmente os dois (ou mais) planos de tecido presos conjuntamente pelo grampo. Por exemplo, energia pode ser aplicada enquanto o grampo se estende através dos planos de tecido para entregar energia através e para dentro do tecido, enquanto que minimizando o aquecimento do grampo. A energia do revestimento condutivo afeta então os planos de tecido para cauterização ou ligação dos mesmos para segurança adicional além de exatamente a força mecânica do grampo propriamente dito.

[050] O revestimento pode ser empregado para alterar tecido em diversos modos. Alteração de tecido, por exemplo, pode incluir ablação, cauterização, modelagem, selagem, dissecação, ressecação, corte e coagulação de tecido.

[051] As patentes US 5.040,715, 5.413.268 e 5.476.206 intituladas “APPARATUS AND METHOD FOR PLACING STAPLES IN LAPAROSCOPIC OR ENDOSCOPE PROCEDURES", as quais estão incorporadas a este documento pela referência nas suas totalidades, revelam grampeadores que podem ser modificados para uso com o revestimento condutivo. A figura 13 da patente 5.476.206, por exemplo, mostra uma vista lateral de uma montagem de cartucho de grampeador 137. Um componente de bigorna 136 inclui uma placa de bigorna 136A, uma superfície de contato de tecido 136B e as depressões de conformação de grampo 136D. A montagem de cartucho de grampeador também inclui os empurradores 139 que encaixam com os grampos 138 à medida que os empurradores são encaixados sequencialmente com as barras de came 131.

[052] Na configuração exemplar da patente 5.476.206, os grampos propriamente ditos podem ser revestidos parcialmente ou totalmente pelo material condutivo tal como descrito anteriormente. Os grampos podem ser, por exemplo, revestidos em um processo de imersão antes de serem carregados no cartucho 137. Também, o componente de bigorna 136 e/ou os empurradores 139 e/ou as barras de came 131 podem ser conectados a um fornecimento de energia elétrica (o fornecimento de energia elétrica pode ser feito a partir da extremidade proximal da montagem grampeador via fios através do dispositivo para se conectar ao componente de bigorna 136 e às barras de came 131).

[053] Tal como mostrado na figura 13 da patente 5.476.206, um grampo 138 foi pressionado através das camadas de tecido 201 e 202 e para dentro da depressão de conformação adjacente 136D. A depressão de conformação dobra os braços do grampo sobre si mesmo para fixar mecanicamente as duas camadas de tecido conjuntamente. Neste momento, o revestimento de grampo pode ser energizado ao fornecer eletricidade por meio da bigorna 136 e da barra de came 131 e do empurrador 139 adjacente. A energia elétrica faz com que o revestimento condutivo entregue energia para o tecido e facilite selagem das camadas de tecido conjuntamente tal como, por exemplo, ao selar, cauterizar ou reformular os tecidos. Vantajosamente, a selagem adicional das camadas de tecido é implementada em um arranjo minimamente invasivo, onde acesso e entrega de energia são mais desafiadores.

[054] O revestimento condutivo não está limitado aos grampeadores revelados na patente 5.476.206 e pode ser aplicado para outros grampeadores (ou prendedores), tais como aqueles revelados nas patentes US 5.040,715, 5.137.198, 5.326.013, 5.657.921, 5.662.258, 6.131.789, 6.981.628 e 6.988.650 que estão incorporadas a este documento pela referência nas suas totalidades. A patente US 6.981.628, por exemplo, revela um grampeador de articulação lateral. Como um exemplo adicional, fios elétricos fornecendo energia para o revestimento de material condutivo podem dobrar e articular com o grampeador mostrado na patente 6.981.628.

[055] Em um outro exemplo, o revestimento condutivo pode ser aplicado a grampos para anastomose de extremidade para extremidade de vasos sanguíneos. A patente US 5.104.025, a qual está incorporada a este documento pela referência na sua totalidade, revela um grampeador em que os grampos são mantidos circunferencialmente em volta da cabeça de um trocarte e então pressionados para conformação contra uma bigorna circular. Similar à patente 5.476.206 indicada acima, os grampos da patente 5.104.025 podem ser revestidos com o material condutivo e o grampeador equipado com fios de fornecimento de energia conectados por meio da bigorna e de empurradores ao revestimento nos grampos. O revestimento condutivo revelado neste documento pode ser aplicado a outros instrumentos de grampeamento cirúrgicos de anastomose, tal como o da patente US 5.205.459 que está incorporada a este documento na sua totalidade pela referência.

[056] Outros manipuladores de matéria para os revestimentos condutivos incluem bisturis de energização, dispositivos de selagem de vasos sanguíneos, aplicadores de grampos ou combinações de tais dispositivos. A patente US 6.988.650, por exemplo, é uma combinação de grampeador curvado e cortador em que revestimentos podem ser usados em dois lugares e têm energia fornecida por um ou mais conectores. O revestimento pode ser aplicado ao bisturi para cauterizar o tecido à medida que ele é cortado e grampeado, e o grampo também pode ser revestido, e assim o grampo pode ser energizado para limitar hemorragia e acelerar cicatrização e apresentar menos risco de infecção ao longo da linha de grampos. O revestimento também pode ser aplicado ao dispositivo de selagem de vaso sanguíneo ou ao grampo para facilitar selagem ou fechamento do tecido.

[057] A patente US 8.915.931, a qual está incorporada a este documento na sua totalidade pela referência, revela um aplicador de grampo cirúrgico. A patente 8.915.931 revela nas figuras 1A e 1b um grampo 10 [usando números de referência originais da patente 8.915.931] que inclui um elemento de corte 38 em uma extremidade para incisar tecido à medida que ele é preso. Em uso, após os braços 14, 16 terem sido desviados um em relação ao outro, o grampo 10 é avançado sobre um tecido de tal maneira que a lâmina de corte 38 do grampo 10 faz incisão no tecido. Uma vez que o tecido tenha sido incisado em um certo comprimento, os braços 14, 16 podem ser liberados e o grampo 10 pode retornar para seu estado fechado predisposto para ligar o tecido incisado. Este grampo 10, incluindo a lâmina de corte 38, pode receber um revestimento condutivo tal como descrito anteriormente para transformar o tecido antes, durante ou após aplicação do grampo.

[058] As figuras 4A-4E da patente 8.915.931 também revelam um dispositivo aplicador de grampo 100. Os mordentes 112 na extremidade distal do dispositivo retêm o grampo 10 e podem ser conectados a uma fonte de energia para energizar o grampo. Os mordentes propriamente ditos também podem ser revestidos e energizados para transformação de tecido, tal como cauterização ao prender tecido entre os mordentes.

[059] O revestimento condutivo também pode ser aplicado a um instrumento tal como LIGASURE para selagem eletrocirúrgica de vasos sanguíneos. Os dispositivos LIGASURE usam energia elétrica bipolar para selar eletrotermicamente vasos sanguíneos. Embora efetivo, o LIGASURE deve se prevenir contra aplicação excessiva de energia - usualmente via monitoração da elevação de impedância do circuito. Uso do revestimento condutivo interveniente pode reduzir a incidência (ou complexidade de controle) de excesso de aplicação de energia e espalhamento térmico relacionado e potencial ferimento de tecido circundante.

[060] A patente US 7.819.872 revela um cateter endoscópico flexível com dispositivo LIGASURE. Os mordentes do dispositivo podem ser revestidos com o revestimento condutivo e o fornecimento de energia elétrica existente modificado para fornecer conectores para o revestimento condutivo. Também, o dispositivo inclui um laço que de modo similar pode ser revestido com o revestimento condutivo e então energizado para transformação de tecido.

[061] O manipulador de matéria pode incluir um dispositivo de fechamento ou de reparo de tecido. Por exemplo, dispositivos de fechamento ou de reparo de tecido incluem dispositivos para fechar um ou mais planos de tecido conjuntamente. Por exemplo, dispositivos de fechamento ou de reparo de tecido podem incluir os materiais de sutura, grampos, prendedores, fixadores, dispositivos de anastomose e colas que podem ser ativados com energia.

[062] O manipulador de matéria pode incluir um suporte de tecido tal como uma malha (ou outro material biocompatível) para uma hérnia, reparo vaginal, coluna vertebral e outros procedimentos ortopédicos, uterinos ou outros reparos de tecidos.

[063] O manipulador de matéria também pode incluir vários implantes, tais como gaiolas espinhais, stents, grampos (tais como, por exemplo, grampos vasculares, de válvula de coração ou de meniscos) ou vários dispositivos de ancoragem.

[064] Materiais bioabsorvíveis podem ser empregados para os manipuladores de matéria, tais como em materiais de sutura, grampos, prendedores, âncoras, malhas e stents. Materiais sintéticos ou biológicos também podem ser empregados para manipuladores de matéria, tais como malhas sintéticas.

[065] Manipuladores de tecidos podem incluir sondas de energia tais como sondas de energia bipolares. O revestimento nestas sondas e em outros manipuladores de matéria, além de serem condutivos, também podem ser hidrófilos, hidrofóbicos ou mesmo superidrofóbicos. Vantagens de controlar capacidade de absorção de água/hidrofobicidade incluem controlar o ângulo de contato com água. Ângulos de contato com água, por exemplo, podem ser de 90, 140 ou mesmo de 170 graus. Controlar hidrofobicidade ou capacidade de absorção de água permitirá facilitação de crescimento para dentro de tecido para dispositivos de reparação ou evitação de agarramento ou fixação de tecido em manipuladores. Dispositivos de técnica anterior têm empregado revestimentos hidrofóbicos ou hidrófilos, mas não como parte do material ou componente de energização. Por exemplo, mordentes de um LIGASURE podem ser energizados, mas não o revestimento hidrofóbico propriamente dito.

[066] Manipuladores de matéria também podem incluir um fio guia ou cateter usado para navegação e manipulação. Estes também podem ser usados dentro ou implementados através de um lúmen. As figuras 1-11 mostram exemplos dos dispositivos 600 com manipuladores de matéria com revestimentos condutivos aplicados à sua superfície de contactar matéria ou perto dela. A figura 1 mostra um grampo 610 conectado a uma fonte de energia 602, tal como pelos fios 604. As figuras 2 e 3 mostram uma fileira dos grampos 612 conectados por meio de um grampeador 614 à fonte de energia 602. A figura 4 mostra um laço bipolar 616 conectado à fonte de energia 602. A figura 5 mostra uma agulha 618 conectada por meio de um material de sutura cirúrgico 620 à fonte de energia 602. A figura 6 mostra uma tela cirúrgica 622 conectada a uma fonte de energia orgânica 624 e à fonte de energia 602. A figura 7 mostra um stent 626 conectado por meio de um cateter de entrega de energia 606 à fonte de energia 602. A figura 8 mostra um anel de válvula de coração 628 conectado à fonte de energia 602 e à fonte de energia orgânica 624. A figura 9 mostra um bisturi 630 conectado à fonte de energia 602.

[067] A figura 10 mostra um manipulador de matéria de articulação e telescópico 632 incluindo um eixo telescópico 634 tendo uma extremidade dobrável e um par dos agarradores 636 na extremidade livre mais distal. O manipulador de matéria telescópico 632, por exemplo, pode ser alimentado por meio de conexão com fio a uma fonte de energia ou uso do cateter de entrega de energia 606. A figura 11 mostra uma gaiola espinhal 638 conectada à fonte de energia 602 e à fonte de energia orgânica 624.

[068] O eixo telescópico 634 pode incluir um canal para transmitir fluido, ar ou outra matéria. Este canal pode ser usado para transmitir fluido, incluindo água ou solução salina para irrigar tecido ou para remoção de resíduos do campo de visão ou para limpar a superfície externa do manipulador, ou para transmitir drogas e outros produtos químicos, e outra matéria, tais como ar, CO2, gás de argônio e outra matéria para afetar tecido alvo ou outra matéria. Uma abertura pode se estender através do material condutivo aplicado aos agarradores 636 para aspiração do ambiente externo assim como aplicar pressão positiva a um receptáculo de instrumento quando um instrumento é implementado externamente.

[069] Estes (e outro) dispositivos podem incluir um ou mais conectores para fornecer energia para o material condutivo. Os conectores, nesta implementação, incluem um primeiro terminal positivo e um segundo terminal negativo. Corrente elétrica flui do terminal positivo, através do material condutivo (energizando o material condutivo) e para fora através do terminal negativo.

[070] Os terminais propriamente ditos podem ser compreendidos de eletrodos inertes tais como grafite (carbono), platina, ouro e ródio. Adicionalmente, o terminal pode compreender cobre, zinco, chumbo e prata, ou alumínio, ou o material condutivo ou qualquer outro material conhecido para os versados na técnica como sendo apropriado para transmitir energia. Os fios ou outros transmissores de energia conectam o eletrodo à fonte de energia 602. Por exemplo, o cateter de entrega de energia 606, tal como mostrado na figura 7, pode incluir os fios 604 embutidos em uma bainha ou se estendendo ao longo de um lúmen do cateter de entrega.

[071] Os fios também podem ser entregues em um outro modo alternativo, incluindo transmissão indutiva de corrente para o dispositivo ou para uma bateria incorporada ao dispositivo. Energia também pode ser fornecida por corrente de uma bateria, um cateter, um cabo, ondas de rádio ou de outros dispositivos ou métodos de transmissão de energia capazes de se estender por uma distância para um terminal ou conector.

[072] Tal como mostrado esquematicamente na figura 12, um material condutivo 302 (usado em um manipulador de matéria) é um resistor e/ou capacitor ligado via terminais 300a e 300b e um conector 304 e um cabo 96 a uma fonte de energia 94. O conector 304 pode se estender através de (por exemplo) uma bainha de endoscópio 76 e para dentro do cabo 96 ligado à extremidade proximal do endoscópio. Esses conectores podem se conectar à fonte de energia 94 que, por exemplo, pode ser uma ou mais formas de energia para a alteração de tecido ou de outra matéria, incluindo energia monopolar, energia bipolar, energia de gás de argônio, micro-onda, energia de coblação, energia de plasma, crioenergia, energia térmica, ultrassom, ultrassom focalizado ou outras formas de energia, incluindo a geração e transmissão de múltiplas formas energia que podem ser transmitidas através de ou por meio de um revestimento condutivo para alterar tecido ou matéria.

[073] O material condutivo 302 das várias implementações do dispositivo 11 pode ser usado para entregar muitos tipos de energia e empregado em muitas aplicações médicas e não médicas. Exemplos de tais tipos e aplicações de energia são fornecidos em outro lugar neste documento para propósitos ilustrativos e não devem ser considerados como limitantes.

[074] Existem muitos modos para entregar energia para os terminais 300a, 300b e para o material condutivo 302. O cabo 96 pode entregar energia para o material condutivo por meio dos terminais 300a, 300b. O cabo pode acessar os terminais, por exemplo, ao ser enrolado em volta de uma extensão. Ou o cabo 96 ou o conector 304 pode ser ligado a um cateter de entrega de energia que é passado abaixo do canal de trabalho da extensão e atraca com os terminais. Em sua extremidade distal, o cateter de entrega de energia pode ser conectado a um terminal elétrico no canal de trabalho do manipulador de matéria. Os conectores podem ser compreendidos de circuitos flexíveis, um ou mais revestimentos, fios, molas condutivas, material indutivo para receber e transmitir energia, cabos ou outras tais abordagens para transmitir energia de uma fonte de energia para um ponto de entrega.

[075] O terminal ou terminais 300 pode ser qualquer dispositivo (incluindo ondas de rádio, indução ou outra conexão sem fio) que entrega energia de algum tipo para o material condutivo 302. O material condutivo propriamente dito, no caso de excitação ou extensão sem fio do material condutivo para uma forma para casar ou se comunicar com um gerador de energia (ou outra fonte de energia), por exemplo, pode formar ou incluir os terminais 300.

[076] Material isolante pode se estender da superfície suportando a camada de material condutivo e ter uma espessura igual, menor ou maior que a da camada de material condutivo 302. Vantajosamente, o material isolante pode impedir um rompimento da condutividade do material condutivo 302, tal como por meio de um instrumento de metal causando um curto-circuito para uma camada de material condutivo energizado eletricamente. Ou o material isolante pode ser exatamente uma proteção física mais elástica contra danos pelo manipulador de matéria.

[077] Em outras implementações, o manipulador de matéria é fixado à extremidade de um cateter (tal como uma extensão) e tem uma forma de tronco de cone com a base mais ampla se estendendo distalmente. Nesta implementação, o material condutivo 302 é relativamente plano e pode ser aplicado facilmente a uma superfície de tecido relativamente plana. Também, o material condutivo 302 pode se estender em uma camada em volta de uma abertura que é circundada por um material isolante. Isto pode isolar contra um curto-circuito ou danos ao material condutivo por outros manipuladores passando pela abertura - tais como fórceps de biópsia. Também, os eletrodos 300a e 300b podem se estender para baixo nas laterais anguladas da forma de tronco de cone e podem ser ou não parcialmente ou totalmente isolados.

[078] Em uma outra implementação, o gerador de energia elétrica pode compreender um gerador de sinal tal como: um gerador de função, um gerador de sinal RF, um gerador de sinal de micro-onda, um gerador de passo, um gerador de formas de onda arbitrárias, um gerador de padrão digital ou um gerador de frequência. Um gerador eletrocirúrgico existente pode ser usado com a vantagem em que ele satisfaz padrões necessários para uso médico. Estes geradores podem fornecer energia para dispositivos eletrônicos que geram sinais eletrônicos de repetição ou não de repetição (nos domínios analógico ou digital). Geradores de sinais RF podem variar de alguns kHz a 6 GHz. Geradores de sinais de micro-onda podem cobrir uma faixa de frequências muito mais ampla, de menos que 1 MHz a pelo menos 20 GHz. Alguns modelos chegam a tão alto quanto 70 GHz com uma saída coaxial direta, e até a centenas de GHz quando usados com módulos de fontes de guias de onda externos. Geradores de sinais FM e AM também podem ser usados.

[079] Os benefícios destes diferentes geradores e de outros são que eles oferecem formas específicas de energia para aplicações direcionadas onde uma forma de energia tem vantagens em relação às outras formas. Por exemplo, ao cortar e coagular tecido, eletricidade monopolar tipicamente pode cortar e coagular tecido de modo mais efetivo do que energia elétrica bipolar. Entretanto, energia monopolar exige o uso de uma almofada de aterramento para evitar o arqueamento de energia monopolar para áreas involuntárias. Consequentemente, uma almofada de aterramento pode ser usada com uma aplicação monopolar para afetar tecido e impedir arqueamento e subsequente energia elétrica e queimaduras para o paciente com a energia monopolar (a almofada de aterramento completa o circuito da energia elétrica através do paciente).

[080] Em contraste, energia elétrica bipolar tem um circuito completado no dispositivo propriamente dito e por esta razão energia se desloca por meio e através do dispositivo, afetando tecido, mas não arqueando através do corpo. Com esta abordagem, energia elétrica bipolar pode ser muito efetiva para criar lesões, selar vasos sanguíneos e outras aplicações envolvendo tratamento direcionado de tecido. Entretanto, ela tende a ser menos efetiva com corte e coagulação de tecido como uma alternativa para um bisturi por causa do aspecto contido da energia elétrica bipolar. De modo similar, energia de micro-ondas pode ser usada para certos tipos de ablação de tecido por causa de seu efeito exclusivo em tecido e energia bipolar pode ser usada para outros tipos de ablação. Outras formas de energia, tal como energia FM, podem ser usadas por causa de a frequência não excitar certo elementos colaterais, tais como feixes de nervos.

[081] Um gerador de coblação pode ser usado no processo acionado sem calor de desassociar cirurgicamente tecido mole ao usar energia de radiofrequência para excitar os eletrólitos em um meio condutivo, tal como solução salina, para criar um campo de plasma focalizado precisamente. Partículas energizadas, ou íons, no campo de plasma podem ter energia suficiente para quebrar, ou dissociar, ligações moleculares orgânicas dentro de tecido mole em temperaturas relativamente baixas, isto é, tipicamente entre 40 °C a 70 °C. Isto capacita dispositivos de coblação para remover volumetricamente tecido alvo com dano mínimo para tecido circundante. Coblação também pode fornecer capacidades de hemóstase e de contração de tecido. A quantidade de energia entregue pode ser determinada por meio de intensidade do campo e pode ser ajustada com base na condição ambiental local.

[082] Coblação pode ser usada para faixas de temperaturas tipicamente de até 90 °C.

[083] Um gerador de ultrassom é capaz de gerar ondas acústicas tendo uma frequência maior que aproximadamente 20 quilohertz (20.000 hertz). As ondas ultrassônicas podem ser conduzidas pelo material condutivo 302 para o tecido 200. Ultrassom pode ser absorvido por tecidos de corpo, especialmente ligamentos, tendões e fáscia, ou outra matéria.

[084] Dispositivos de ultrassom podem operar com frequências tipicamente de 20 kHz até vários GHz. Frequência de ultrassom terapêutico usada é de 0,7 a 3,3 MHz. Energia de ultrassom ou energia TENS pode acelerar o processo de cicatrização ao aumentar fluxo de sangue na área tratada, diminuir dor pela redução de inchação e edema, e massagear suavemente os tendões e/ou ligamentos de músculos na área tratada.

[085] Ultrassom também pode de forma não invasiva ou de forma invasiva remover cirurgicamente tumores ou outro tecido. Isto pode ser realizado usando uma técnica conhecida como Ultrassom Focalizado de Alta Intensidade (HIFU), também chamada de cirurgia de ultrassom focalizado (cirurgia FUS). Este procedimento de uma maneira geral usa frequências menores que ultrassom de diagnóstico médico (250-2.000 kHz). Outras condições gerais como exemplos em que ultrassom pode ser usado para tratamento incluem: distensões de ligamentos, deformações de músculos, tendinites, inflamação de junta, fasciite plantar, metatársicogia, irritação de faceta, síndrome de colisão, bursites, artrite reumatoide, osteoartrite e aderência de tecido de cicatriz.

[086] O dispositivo 600 também permite a um profissional de saúde executar cauterização de tecido, selagem de vaso sanguíneo, dissecação e nova divisão de tecido, modelagem de tecido, corte e coagulação de tecido, ablação de tecido e aquecimento de instrumento, dentre outros procedimentos, todos na localização precisa que o profissional está observando. Isto aborda pelo menos parcialmente o problema de executar aspectos de cirurgia endoscópica feita às cegas. Ele também pode eliminar a necessidade de trocar um dispositivo por outro para aplicar energia ao tecido ou matéria ou para defletir tecido ou outra matéria ou para encaixar em outra manipulação enquanto mantendo visualização.

[087] Aplicações médicas mais específicas incluem, dentre outras, aplicação de energia para afetar tecido em casos de traumas, cirurgia artroscópica, cirurgia de coluna vertebral, neurocirurgia, cirurgia de ombro, ablação de tumor de pulmão, ablação de tecido canceroso com pacientes com câncer de bexiga, cauterização ou remoção cirurgicamente de tecido uterino para problemas de saúde de mulheres (tal como endometriose). Nestas aplicações (e nas outras aplicações listadas neste documento) o dispositivo pode ser usado para contactar tecido e então cauterizar, remover cirurgicamente ou formar o tecido (feito com energia de coblação, por exemplo, em procedimentos de ombro), criando atributos de desempenho exclusivos ao permitir que o médico veja a mudança acontecendo no tecido em tempo real através de, por exemplo, um material e revestimento transparentes.

[088] Para introduzir mais detalhes a respeito de aplicações médicas, uso do dispositivo em aplicações de diatermia é uma área útil, se alcançado usando radiofrequência de ondas curtas (faixa de 1-100 MHz) ou energia de micro-ondas (tipicamente de 915 MHz ou de 2,45 GHz). Diatermia usada em cirurgia pode compreender pelo menos dois tipos. Energia monopolar é onde corrente elétrica passa de um eletrodo perto do tecido a ser tratado para o outro eletrodo fixo em outro lugar no corpo. Usualmente este tipo de eletrodo é colocado em uma localização específica no corpo, tal como em contato com as nádegas ou em volta da perna. Alternativamente, energia bipolar pode ser usada, onde ambos os eletrodos são montados em proximidade imediata criando um circuito elétrico fechado no dispositivo (neste caso duas partes de material condutivo 302 separadas no manipulador de matéria) e corrente elétrica passa somente através ou no tecido sendo tratado. Uma vantagem da eletrocirurgia bipolar é que ela impede o fluxo de corrente através de outros tecidos do corpo e focaliza somente no tecido em contato ou em proximidade imediata para os eletrodos. Isto é útil, por exemplo, em microcirurgia, cirurgia laparoscópica, procedimentos cardíacos e em outros procedimentos, incluindo aqueles com pacientes com marca-passos e outros dispositivos cardíacos e condições não adequadas para uso com outras formas de energia.

[089] Eletrocauterização é o processo de modificar tecido usando condução de calor de uma sonda de metal aquecida por corrente elétrica. O procedimento é usado para parar hemorragia de vasos sanguíneos pequenos (vasos sanguíneos maiores podem ser ligados) ou para cortar tecido mole. Corrente alternada de alta frequência é usada em eletrocauterização em modo unipolar ou bipolar. Ela pode ser forma de onda contínua (para cortar tecido) ou tipo intermitente (para coagular tecido) ou uma combinação para cortar e coagular. No tipo unipolar, o tecido a ser coagulado/cortado deve ser contactado com eletrodo pequeno, enquanto que o ponto de saída do circuito deve ser grande em área de superfície, tal como nas nádegas, para impedir queimaduras elétricas. Calor gerado depende de tamanho de área de contato, configuração de energia ou frequência de corrente, duração de aplicação, forma de onda. Uma forma de onda constante (de uma maneira geral) gera mais calor que uma forma intermitente por causa de a frequência usada ao cortar o tecido ser estabelecida maior que aquela em modo de coagulação. Eletrocauterização bipolar estabelece circuito entre duas pontas e é usada tal como fórceps. Ela tem a vantagem de não perturbar outros ritmos elétricos de corpo (tal como no coração) e também age para coagular tecido por meio de pressão.

[090] Como uma outra opção, a camada condutiva 302 e o dispositivo 600 podem ser usados para cauterização térmica em faixas de 50 °C a 100 °C, ou mesmo em uma faixa de 50 °C a 70 °C, ou em temperatura mais baixa se recomendável, com a aplicação de uma faixa de energia apropriada para a aplicação. Vantajosamente, a capacidade para visualizar como formas de energia são aplicadas por meio do dispositivo permite a entrega precisa de energia, incluindo mudar o nível de energia e temperatura resultante, usar configurações de energia apropriadas para a aplicação específica, aplicar energia durante um período de tempo maior para estender cobertura, aplicar energia através de múltiplos eletrodos para múltiplos efeitos, e a capacidade para interromper o processo com mais confiança de que o tecido ou outra matéria foi transformado satisfatoriamente (esta vantagem certamente se aplica para outras aplicações do dispositivo 600 - monitoramento visual em tempo real de aplicação de energia permite aplicação com mais precisão).

[091] Isto permite observação aperfeiçoada e a capacidade para fazer reparos dentro de tubos, tanques de retenção, recipientes, linhas hidráulicas e em outras circunstâncias onde visualização pode ficar enfraquecida de outro modo, incluindo quando fluido é opaco, tal como produtos de petróleo, esgoto, produtos alimentícios e tinta. Fabricação de droga biológica, produtos farmacêuticos e outras aplicações se beneficiariam desta inovação, eliminando a necessidade de esvaziar os tubos ou recipientes (por exemplo, tanques de óleo) ou tornar as linhas acessíveis para inspeção.

[092] O tamanho do manipulador de matéria ou a quantidade de flexibilidade pode ser escalada para aplicações específicas tais como, por exemplo, deslocar grandes volumes de fluido ao examinar áreas grandes. A forma do manipulador de matéria de uma maneira geral pode ser plana, convexa (com níveis variáveis de curvatura), angulada, inclinada, escalonada ou modelada de outro modo para tarefas específicas. Por exemplo, o manipulador de matéria pode ser modelado como um quadrado, ou como uma forma angular para deslocar fluidos opacos nos cantos de um tanque para inspecionar as junções. Exame de juntas, soldas, junções com relação à corrosão, tubos, componentes tubulares flexíveis e não flexíveis, ou rachaduras, aberrações de superfície e de outros pontos de inspeção e reparo pode ser executado em dutos, linhas, tubos, túneis e outras passagens.

[093] Manipuladores de matéria com canais de trabalho permitirão que dispositivos sejam passados através de um manipulador de matéria para fazer repara usando parafusos, remendos adesivos, colas, produtos químicos, soldagem e outras aplicações de reparo e modificação. Em modalidades, o manipulador de matéria pode ser formado de materiais que resistem a ácido, alcalinidade, aquecimento alto ou à viscosidade do fluido sendo deslocado pelo manipulador de matéria. Em modalidades, o dispositivo pode ser um dispositivo descartável de uso único ou um dispositivo reutilizável.

[094] Vantajosamente, implementações do dispositivo 600 fornecem a capacidade para aplicar energia por meio do material condutivo 302 nestas aplicações não médicas variadas. A energia fornecida para o objeto visto pode aquecer, alterar ou afetar de outro modo o objeto sendo manipulado pelo manipulador de matéria.

Composições de Materiais Condutivos

[095] O material condutivo 302 pode ter várias composições e ser aplicado ao manipulador de matéria em vários modos. Exemplos de tais composições e aplicações são fornecidos a seguir para propósitos ilustrativos e não devem ser considerados como limitantes. Para aplicações médicas, o material condutivo 302 preferível pode suportar esterilização, tal como por meio de radiação gama, óxido de etileno, vapor ou outras formas de esterilização.

[096] O revestimento condutivo/responsivo eletricamente pode ser aplicado em múltiplas configurações para criar um ou mais eletrodos. Este eletrodo pode ser transparente e de várias espessuras, incluindo espessura de meio micro ou menos, e em espessuras muito maiores, dependendo do efeito pretendido no tecido ou em outra matéria.

[097] O material condutivo pode ser pelo menos parcialmente transparente e pode compreender, por exemplo, qualquer componente da classe geral de materiais conhecidos como óxidos condutivos transparentes (TCOs), com óxido de titânio (TiO2) e óxido de zinco dopado com alumínio (AZO) sendo dois exemplos. Ele também pode envolver aplicações de outros materiais condutivos aplicados em um modo que permite visualização, tais como nanopartículas de prata e de ouro, e outros materiais condutivos aplicados em um modo que permite a condução de energia e visualização.

[098] Um óxido condutivo transparente pode compreender materiais transparentes que possuem intervalos de faixa com energias correspondendo a comprimentos de onda que são menores que a faixa visível de 380 nm a 750 nm. Uma película de um TCO pode ter uma condutividade variando, por exemplo, através de pontos na superfície da mesma. Em um aspecto, a película não tem ou substancialmente não tem poros, furos e/ou defeitos. Em um outro aspecto, o número e tamanho de poros, furos e/ou defeitos em uma camada não afetam adversamente o desempenho da camada no dispositivo. A espessura de película pode variar de menos que 1 a cerca de 3.500 nm. Em modalidades, métodos de fabricação e aplicações pretendidas diferentes podem resultar em espessuras diferentes tais como, por exemplo, películas de cerca de 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000, 1.300 e 1.500 nm de espessura.

[099] A película condutiva transparente pode ser de óxido de índio e estanho, óxido de zinco dopado com Al ou Ga, óxido de titânio dopado com Ta ou Nb, óxido de estanho dopado com F e suas misturas. A camada de óxido pode ser formada ao oxidar diretamente uma camada de metal ultrafina ou ao depositar um óxido. O material TCO pode ter microestruturas policristalinas, cristalinas ou amorfas para afetar as propriedades de película, incluindo, por exemplo, transmitância e condutividade, dentre outras propriedades.

[0100] TCOs biocompatíveis também podem ser usados como o material condutivo transparente. Estes incluem, por exemplo, óxido de alumínio (Al2O3), hidroxiapatita (HA), dióxido de silício (SiO2) carboneto de titânio (TiC), nitreto de titânio (TiN), dióxido de titânio (TiO2) e dióxido de zircônio (ZrO2) . Estes materiais podem ser n-dopados com outros metais tais como alumínio, Al, cobre,Cu, prata, Ag, gálio, Ga, magnésio, Mg, cádmio, Cd, índio, In, estanho, Sn, escândio, Sc, ítrio, Y, cobalto, Co, manganês, Mn, cromo, Cr e boro, B. Dopagem p pode ser alcançada com nitrogênio, N, e fósforo, P, dentre outros.

[0101] TiO2 pode servir como um material biocompatível: ele fornece a possibilidade de revestir substratos em temperaturas variando de temperatura ambiente a várias centenas de graus centígrados. TiO2 tem múltiplas fases polimórficas diferentes que podem depender do tamanho de partícula inicial, fase inicial, concentração de dopante, atmosfera de reação e temperatura de recozimento. As películas de TiO2 comumente são sintetizadas por meio de muitos métodos, incluindo sol-gel, pulverização térmica e deposição de vapor físico.

[0102] Películas finas de óxido de zinco dopadas com alumínio (AlxZnyOz, ZnO:Al) de condução transparentes contêm uma pequena quantidade (tipicamente menor que 5% em peso) de alumínio. O substrato subjacente pode ter uma influência na estrutura desenvolvida e nas propriedades optoeletrônicas de uma película do material. Mesmo se o substrato for idêntico, a espessura de camada (tempo de deposição, posição sobre o substrato) propriamente dita influencia os valores físicos da película fina depositada.

[0103] Uma variação dos valores físicos das películas finas desenvolvidas também pode ser alcançada ao mudar parâmetros de processo, tais como temperatura ou pressão, ou por meio de adições ao gás de processo, tais como oxigênio ou hidrogênio. Comumente, óxidos de zinco são n- dopados com alumínio. Alternativamente, dopagem n pode ser feita com metais tais como cobre, Cu, prata, Ag, gálio, Ga, magnésio, Mg, cádmio, Cd, índio, In, estanho, Sn, escândio, Sc, ítrio, Y, cobalto, Co, manganês, Mn, cromo, Cr, e boro, B. A dopagem p de ZnO pode ser alcançada com nitrogênio, N, e fósforo, P.

[0104] Adicionalmente, a incorporação de nanoestruturas metálicas de subcomprimento de onda em TCO pode resultar em mudanças para o comprimento de onda onde o TCO se torna transparente. Artigos de partículas incorporadas também podem ser usados para controlar absorção e espalhamento em comprimentos de onda desejados. Outros efeitos óticos do material também podem ser influenciados incluindo absorção, espalhamento, captura ou soltura de luz, filtragem, aquecimento induzido por luz e outros. A morfologia das partículas (incluindo tamanho, forma, densidade, uniformidade, conformidade, separação, colocação e distribuição aleatória ou periódica) pode ser usada para projetar estes efeitos.

[0105] Para aplicações transparentes oticamente, o substrato do eletrodo da invenção pode ser de qualquer material adequado sobre o qual a estrutura de eletrodo transparente desta invenção é aplicada. Isto pode incluir um outro material condutivo ou um material dielétrico. Em um exemplo ilustrativo, as partes de contactar matéria do manipulador de matéria servem como o substrato. Outros substratos incluem, dentre outros, vidro, um semicondutor, um cristal inorgânico e um material plástico rígido ou flexível. Exemplos ilustrativos são sílica (SiO2), borossilicato (BK7), silício (Si), niobato de lítio (LiNbO3), naftalato de polietileno (CANETA), polietileno tereftalato (PET) dentre outros.

[0106] Materiais orgânicos também podem servir como o material condutivo. Estes incluem redes de nanotubos de carbono e grafeno, os quais podem ser fabricados para ser altamente transparentes para luz infravermelha, junto com redes de polímeros tais como poli(3,4-etilenodioxitiofeno) e seus derivados.

[0107] Polímeros também podem servir como o material condutivo. Por exemplo, polímeros condutivos tais como derivados de poliacetileno, polianilina, polipirrolo ou politiofenos, poli(3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT), e PEDOT: poli(estireno sulfonato) PSS. Adicionalmente, Poli(4,4-diotilciclopentaditiofeno) dopado com iodo ou 2,3- dicloro-5,6-diciano-1,4-benzoquinona (DDQ) pode ser usado. Outros polímeros com dopantes do tipo n ou p também podem ser usados.

[0108] Películas de material condutivo podem ser depositadas sobre um substrato por meio de vários métodos de deposição, incluindo deposição de vapor químico orgânico de metal (MOCVD), deposição de feixe molecular orgânico de metal (MOMBD), pirólise de pulverização, e deposição a laser pulsado, recobrimento por imersão, pintura, colagem ou outras aplicações adequadas para colar de modo apropriado os materiais condutivos ao dado substrato para a aplicação particular. Técnicas de fabricação de TCOs incluem pulverização catódica de magnétron da película, tecnologia sol gel, eletrodeposição, fase de deposição de vapor, pulverização catódica CC de magnétron, pulverização catódica RF de magnétron ou uma combinação de ambos os métodos de deposição por pulverização catódica, entrega ultrassônica e soldagem. Além disso, métodos de deposição de alta qualidade usando plasmas térmicos, deposição de vapor químico (CVD) (baixa pressão (LP), metal orgânico (MO), plasma aprimorado (PE)), evaporação por feixe de elétrons, deposição a laser pulsado e deposição de camadas atômicas (ALD) podem ser aplicados, dentre outros.

[0109] Uma película fina, tal como ALD, de somente alguns nanômetros de espessura pode ser flexível e assim menos propensa a rachadura e formação e espalhamento de partículas prejudiciais dentro do corpo humano ou dentro do dado local de inspeção não médica. Também, revestimentos de afinidade de ligação de proteína baixa e alta podem ser depositados por meio de ALD. Eles são especialmente úteis em diagnósticos e no campo preparativo, assim como para revestimentos de superfície que resistem ao crescimento bacteriano.

[0110] Processamentos de deposição anterior e posterior tais como processamento com um plasma de oxigênio e tratamento térmico podem ser combinados para obter características de material condutivo aperfeiçoadas. O plasma de oxigênio pode ser preferível onde o substrato, ou material condutivo, seria afetado pelas altas temperaturas. A película de material condutivo pode ter uma faixa ampla de propriedades de material dependendo de variações em parâmetros de processo. Por exemplo, variar os parâmetros de processo pode resultar em uma faixa ampla de propriedades de condutividade e morfologia da película.

[0111] Diversos aspectos dos sistemas, dispositivos e métodos foram descritos. Apesar disso, será entendido que várias modificações podem ser feitas sem divergir do espírito e escopo da revelação. Portanto, outros aspectos estão dentro do escopo das reivindicações a seguir.

Claims (29)

1. Dispositivo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um manipulador de tecido (600); um revestimento condutivo (302) disposto em pelo menos uma parte do manipulador de tecido (600), o revestimento condutivo (302) configurado para condução de energia, em que o revestimento condutivo (302) inclui um óxido condutivo que é pelo menos parcialmente transparente oticamente; pelo menos uma área de conector (304) capaz de fornecer energia elétrica para o revestimento condutivo (302).

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o óxido condutivo é selecionado do grupo consistindo de: um óxido condutivo de titânio e um óxido condutivo de alumínio.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de conector é configurada para conexão a uma fonte de energia (94).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a fonte de energia.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a fonte de energia é selecionada do grupo consistindo de: um gerador de energia elétrica, um gerador eletrocirúrgico, um gerador de coblação, um gerador de ultrassom, um gerador de gás de argônio e um gerador de plasma.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) é um prendedor (612).

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o prendedor é um grampo (610) .

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte do manipulador de tecido (600) inclui uma superfície adjacente a tecido do prendedor.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento condutivo (302) é configurado para gerar energia suficiente para alterar tecido.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que energia suficiente para alterar tecido é energia suficiente para um de um grupo consistindo de: remover cirurgicamente, cauterizar, formar, selar, dissecar, ressecar, debridar, cortar, descoagular e coagular tecido.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma área do revestimento condutivo (302) e uma área do manipulador de tecido (600) são pelo menos parcialmente transparentes oticamente.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que áreas transparentes oticamente são sobrepostas e posicionáveis sobre tecido sendo manipulado e energizado.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento condutivo (302) é configurado para converter energia elétrica em energia térmica.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) é configurado para transmitir uma força para o tecido.

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) inclui um de um grupo consistindo de um laço (616), um material de sutura (620), um prendedor (612), um grampo (610), uma fixação, um dispositivo de anastomose (628), um dispositivo de ancoragem, uma ligadura (620), tesoura (636), mordentes e um bisturi (630).

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) é pelo menos parcialmente construído de um material biocompatível.

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o material biocompatível é configurado para fornecer aderência do revestimento condutivo (302).

18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento condutivo (302) tem uma espessura de metade de um micro ou menos.

19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) é um laço (616), e em que a energia fornecida é energia bipolar.

20. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) é um fechamento de tecido.

21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o fechamento de tecido inclui pelo menos um de um grupo consistindo de materiais de sutura (620), grampos (610), prendedores (612), fixações, dispositivo de anastomose (628) e colas.

22. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o fechamento de tecido inclui uma cola configurada para ser ativada por energia.

23. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) é um suporte de tecido (626).

24. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que o suporte de tecido inclui um de um grupo consistindo de uma malha de hérnia, uma malha vaginal e um dispositivo de reparo uterino.

25. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que o suporte de tecido é um de um grupo que consiste em uma malha sintética e uma malha biológica.

26. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) é um de um grupo que consiste em uma gaiola (638), um stent (626), um grampo e um dispositivo de ancoragem.

27. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) é bioabsorvível.

28. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) é uma sonda de energia.

29. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o manipulador de tecido (600) é um fio guia ou um cateter (606) configurado para uso em um lúmen.