CN101342085B - 一种植入组织补片的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种植入组织补片至病损部位或在病损部位直接形成组织补片的装置。本发明的装置包括管身、管腔、注射孔、头端和可在管腔内滑动的柱塞，其特征是管身内多个彼此隔离的管腔。隔离的管腔可输送不同的物质，同时也避免不同的物质在管身内混合。装置的管身上有注射孔，分别与不同的管腔相通。该装置可实现以下目的：1)将体外制成的组织补片植入机体病损部位；2)使置入的组织补片与病损部位紧密结合；3)在机体病损部位直接生成组织补片；4)微量输送液体，解决组织工程中组织和细胞产量小，不易大规模应用的难题。
Description
发明背景
本发明是关于一种医疗器械的构成，具体地说，是关于一种植入组织补片至机体病损部位或在机体病损部位直接形成组织补片的装置。
组织工程是将体外分离的高浓度组织细胞，经体外培养扩增后种植于一种天然或人工合成、具有良好生物相容性并可被人体逐步降解、吸收的细胞支架上，然后将这种细胞生物复合物(组织补片)植入机体病损部位，生物材料在降解、吸收过程中，种植的细胞不断增生、繁植，形成新的具有其原来特殊功能和形态的相应组织和器官，达到修复创伤和重建功能的目的，从而解决组织和器官缺损所致的功能障碍或丧失的治疗问题。
目前常用的组织补片置入方法是用传统外科手术的方法切开组织，将组织补片直接放入病损部位。但这种方法的不足之是会对病人造成较大的创伤，不利于术后恢复。
微创手术的开展为植入组织补片提供了新的思路。微创手术是指通过腹腔镜、胸腔镜等内窥镜在人体内施行手术的一种技术。介入手术是微创手术的一种，指在医学影像设备的引导下，将特制的导管、导丝等精密器械引入人体，对体内病态进行诊断和局部治疗。通过微创手术植入组织补片，具有创伤小和恢复快的优越性。
利用微创手术植入组织补片需要解决以下问题：1)如何将组织补片置入机体内；2)如何使置入的组织补片与病损部位紧密结合，实现修复创伤的功能；3)在一些机体病损部位，体外制成的组织补片不是最佳的方案，这时需要从体外输送含有组织细胞和成支架物质的液体，在机体病损部位混合来直接生成组织补片，如何实现上述操作？4)组织工程生成的组织细胞和成支架物质，产量很小，因此，需要一种装置来实现微量输送。
除传统外科方法外，在目前文献和专利中未见一种装置能解决上述四个问题。
发明概述
本发明提供一种植入组织补片至病损部位或在病损部位直接形成组织补片的装置，该装置可实现以下目的：1)将体外制成的组织补片植入机体病损部位；2)使置入的组织补片与病损部位紧密结合；3)在机体病损部位直接生成组织补片；4)微量输送液体，解决组织工程中组织和细胞产量小，不易大规模应用的难题。
为实现以上目的，本发明的装置包括：管身、管腔、注射孔、头端和可在管腔内滑动的柱塞。本装置有三个主要特点：
一、隔离的管腔：管身内多个隔离的管腔可输送不同的物质，同时也避免不同的物质在管身内混合，这个特点特别适合输送可形成细胞补片的液体。因为这些液体之间可以发生物体和化学反应，所以需要隔离的管腔。
二、注射孔：本装置的管身上有注射孔。注射孔为一到多个，分别与不同的管腔相通，其位置靠近导管头端，注射孔由橡胶膜等注射针头可穿透的材料封闭，含细胞液体或可形成支架的液体可通过注射孔注入到管腔内，注入的液体留在管腔的头部。这种结构可实现液体的微量输送。推动柱塞后所有液体均射入病损部位，不在管腔内遗留液体，所以能解决组织工程中组织细胞产量小，不易大规模应用的难题。
三、头端的喷孔：管腔自然延伸形成头端，每个管腔的头端是椭圆状或其它形状的喷头，其上分布若干喷孔，喷孔可根据需要设计成不同的喷射方向，用来喷射含有组织细胞的液体或可形成支架的液体。这种结构用于在体内混合形成细胞补片。含组织细胞的液体从一个管腔喷出，而其它成支架的液体从其它管腔喷出，它们之间混合形成细胞补片。喷孔可设计成不同方向，如果是发散状，可用来喷射较大的面积，利于组织细胞附着病损部位；如是集中的方向，可用来进行集中喷射，适合一些解部结构狭窄的部位。
另一种结构是：上述的一个管腔没有喷孔，而是一个直接的开口。那么，这种装置就含有一个没有喷孔的管腔和若干有喷孔的管腔，这种结构用于置入组织补片并对细胞补片进行固定。可实现三种固定补片的操作：1)先通过有直接开口的管腔置入细胞补片，可形成支架的液体通过其它有喷头的管腔对上述补片进行喷涂固定；2)先在病损部位喷涂可形成架的液体，再把补片贴到病损部位上；3)先在病损部位喷涂可形成架的液体，再放入补片，最后对补片再喷涂一次以加强固定。
以上结构可有效解决置入细胞补片的难题。在一种较佳的结构中，本装置管身中有三个彼此隔离的管腔。其中两个管腔的头端是喷头的结构，另一个管腔的头端是一个直接的开口，没有喷头。管身有两个注射孔，分别与有喷头的管腔相通。
为实现第一个目的，当装置的头端通过微创或介入的方法进入人体内部后，已制成的组织补片可通过有直接开口的管腔直接置入机体病损部位。
为实现第二个目的，当装置的头端通过微创或介入的方法进入人体内部后，已制成的组织补片可通过有直接开口的管腔直接置入机体病损部位，可形成支架的液体通过其它两个有喷头的管腔对组织补片进行喷涂固定，术者可在补片植入前后进行喷涂。
为实现第三个目的，当装置的头端通过微创或介入的方法进入人体内部后，含组织细胞的液体和可形成支架的液体同时或连续喷射到病损部位，直接形成组织补片。
为实现第四个目的，含细胞液体或可形成支架的液体可通过注射孔注入到管腔内，注入的液量可由柱塞的位置控制。这种结构可将注入的液体控制在管腔的顶部，推动柱塞后所有液体均射入病损部位，不在管腔内遗留液体，所以能解决解决组织工程中组织细胞产量小，不易大规模应用的难题。
本装置还有其它的技术特点以满足术者不同的需求。本装置的头端、管身和或柱塞可有不透X线或超声的物质，用于X线或超声下定位。管身或柱塞外可有刻度，也用于协助定位。
本装置可制成各种长度和直径，以进入人体的不同部位或在人体表面操作。这些部位包括但不限于心包腔、心房腔、心室腔、血管内腔、口腔、咽腔、食管、胃、小肠、直肠、大肠、鼻腔、鼻房窦、喉腔、气管、支气管、肺、膀胱、输尿管、肾、腹腔、肝内胆道、胆囊、输胆管、胰管、胸腔、颅腔、子宫、阴道、输卵管、脊髓腔、骨髓腔、关节腔、眼、耳道、淋巴系统、皮肤、男性生殖系统、女性生殖系统、肌肉系统。
本装置的头端可由柔软的材质制成，其中包括聚酰胺或聚亚胺酯，以保护组织和器官，也利于术者通过远端的扭动力量控制头端到达所需位置。头端和管身可制成与解剖结构相适应的形状。本装置的柱塞可接机械装置，以实现术者具体的操作目的。
本装置管腔的形状可是下列之一：圆形、椭圆形、多边形、规则或不规则形状。
本发明所述组织补片是指组织细胞或可形成支架的物质，也包括上述两种物质的组合或其反应后生成的衍生物。
具体的说，所述的组织细胞是下列细胞的一种或其组合：胚胎干细胞、间充质干细胞、成肌细胞、真皮成纤维细胞、表皮角质形成细胞、成纤维细胞、滑膜细胞、内皮祖细胞，血管内皮细胞、平滑肌细胞，神经元细胞、键细胞、施万细胞、骨骼肌细胞、干细胞、分化细胞、未分化细胞。
具体的说，可形成的物质是下列物质的一种或其组合：胶原、甲壳素及其衍生物、透明质酸、天然珊瑚、明胶、纤维蛋白、纤维蛋白原、聚乳酸及其共聚物、聚乙醇酸及其共聚物、聚酸酐、聚羟基丁酸酯、聚原酸酯、聚磷腈、聚酯脲烷、聚已内酯、聚三次甲基碳酸酯、聚丙烯-反丁烯二酸酯。
附图说明
在这些附图中，图1-4是本发明的多管腔多喷头结构，图5是本发明的多管腔多喷孔加一畅通孔的结构，图6-7是本发明的一个单管腔结构：
图1是本发明的一个立体图，可观察到三个管腔；
图2是图1的另一个角度的立体图，可观察到头端的形态；
图3是图1的一个剖面图，可观察到图1中的两个管腔；
图4是图1的头端的俯视图；
图5是本发明的另一种多管腔结构，为多管腔多喷孔加一畅通孔，
图6是本发明的单管腔结构；以及
图7是图6的侧面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1到图4是本发明的第一种实施例，这是一种三管腔三喷孔结构。
由图1可以清楚的看到，本装置包括管身10、管腔20、注射孔40、头端30和可在管腔内滑动的柱塞50。图1的装置有三个管腔，分别是管腔21、管腔22和管腔23。柱塞51、柱塞52和柱塞53可在管腔21、管腔22和管腔23内滑动，柱塞和管腔之间是密封的。在管身10上有注射孔40，数量为三个，(其它两个在图1中未示出)，其位置靠近本装置头端30，分别与管腔21、管腔22和管腔23相通。注射孔由橡胶膜封闭，注射针头可穿透橡胶膜注射液体到管腔内。
图2是图1的另一个角度的立体图，用于展示头端30上的喷头31、喷头32和喷头33，其上分布若干喷孔，分别与管腔21、管腔22和管腔23相通。喷孔可根据需要设计成不同喷射方向。本装置的头端可有不透X线或超声的物质(在图中未示出)，用于操作时在X线或超声下定位。
图3是图1的一个剖面图，用于展示装置的内部结构。从图中可看到管腔21和管腔22。柱塞头部61、柱塞头部62分别与管腔21、管腔22密闭结合，在管腔上方形成腔室71和腔室72。可用注射器通过注射孔40注射微量液体到腔室71和腔室72中。
图4是图1的头端的俯视图，用于展示头端30的结构。可见喷头31，喷头32和喷头33。
图1到图4所示的三管腔三喷孔结构展示了本装置的三个特点，一是通过注射孔40和腔室71、腔室72及其它腔室，可以实现微量液体的输送；二是通过隔离的管腔可输送不同的物质，避免不同的物质在管身内混合；三是不同的液体可通过不同的管腔和喷头喷射，在体内混合而形成组织补片，避免了在体外制成组织补片再输送的不便。
使用时，从包装物中取出本装置，用不同的注射器分别吸取所需要的组织细胞液体和可形成支架的液体。注射针头穿透注射孔40的橡胶膜，将液体分别推注到腔室71、腔室72或其它腔室(图中未示出)。在注射时可根据情况适当外抽柱塞50，以改变腔室的体积来容纳不同容量的液体。
在一个治疗心肌损伤的手术1中，术者用介入方法将介入导管置入心包腔内，然后本装置在超声或X线的定位下通过介入导管。当本装置的头端30到达需要治疗的病损部位后，术者推动柱塞50，将腔室71、腔室72或其它腔室的组织细胞液体和可形成支架的液体喷射到病损部位。喷射的方法有两种，可以同时喷射，或根据术者的需要依次喷射。细胞液体和可形成支架的液体在病损部位处混合，形在组织补片。形成的组织补片的机理可以是组织细胞液体、可形成支架的液体、病损组织三者之间的物理、化学或生物反应。
在另一个治疗心肌损伤的手术中2中，术者用介入方法将介入导管置入心脏血管或心房腔或心室腔中，其余的操作同手术1。
在另一个治疗腹腔内组织损伤的手术3中，本装置通过腹腔镜手术的一个开孔进入腹腔，在腹腔镜镜头的观察下，本装置的头端30到达需要治疗的病损部位，其余的操作同手术1。
在另一个治疗胸腔内组织损伤的手术4中，本装置通过胸腔镜手术的一个开孔进胸腔，在胸腔镜镜头的观察下，本装置的头端30到达需要治疗的病损部位，其余的操作同手术1。
本装置也可用于下列人体内部的损伤，操作方法与上述手术相近。这些部位包括但不限于：血管内腔、口腔、咽腔、食管、胃、小肠、直肠、大肠、鼻腔、鼻房窦、喉腔、气管、支气管、肺、膀胱、输尿管、肾、肝内胆道、胆囊、输胆管、胰管、颅腔、子宫、阴道、输卵管、脊髓腔、骨髓腔、关节腔、眼、耳道、淋巴系统、男性生殖系统、女性生殖系统。
图5是本发明的第二种实施例，这是三管腔二喷孔加一畅通孔的结构。其特点是有一个管腔的头端不是喷孔的设计，而是一个通畅的通道。这种设计可使用柱塞54推动组织补片通过开口34到机体病损位置，而可形成支架的液体则可通过喷头31和喷头32对组织补片进行喷涂固定。
图6到图7是本发明的第三种实施例，此实施例是单管腔单喷孔结构。图7是图6的侧面结构图。此结构可喷射微量的组织细胞液体或可形成支架的液体，用于单独喷入液体或配合其它植入组织补片的设备。
本发明第四种实施例是四管腔结构(图中未示)。其中三个管腔的头端是喷头的结构，另一个管腔的头端是一个直接的开口，没有喷头。这种结构可以输送三种不同的液体。
Claims (11)
1.一种植入组织补片的装置，包括管身(10)、管腔(20)、由管腔(20)自然延伸形成的头端(30)、设置在管身(10)上与管腔(20)相通的注射孔(40)、可在管腔(20)内滑动的柱塞(50)，其特征在于，所述的管身(10)内设有一个或多个管腔(20)，所述的管腔(20)的上方形成腔室，所述注射孔(40)靠近所述头端(30)并与所述管腔(20)内的腔室相通，所述头端(30)上有与管腔(20)相通的喷孔或开口，所述的头端(30)有不透X线或超声的物质；所述的头端(30)由柔软的材质制成；所述的多个管腔(20)是彼此隔离的，所述组织补片是指组织细胞或可形成支架的物质，也包括上述两种物质的组合或其反应后生成的衍生物。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的头端(30)材质包括聚酰胺或聚亚胺酯。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注射孔(40)为注射针头可穿透材料所封闭。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的管腔(20)的形状是下列之一：圆形、椭圆形、多边形。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的管身(10)制成与操作部位解剖结构相适应的形状。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的头端(30)制成与操作部位解剖结构相适应的形状。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的管身(10)由下列一种或其组合制成：硅橡胶、聚氨酯及其嵌段共聚物、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、丙烯睛丁二烯苯乙烯共聚物、聚碳酸酯。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的管身(10)外表面是刨光面或具有涂层。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述涂层是防静电涂层或抗凝血涂层。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柱塞(50)接机械装置。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的管身(10)或柱塞(50)外有刻度。
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