CN103892905B - 一种仿生防粘高频电刀刀头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿生防粘高频电刀刀头，属于载能微创医疗器械技术领域，本发明以具有防粘脱附功能的植物叶片为原型，仿其表面形态在高频导电刀片表面加工出圆形凹槽和条形凹槽复合分布的仿生表面形态，圆形凹槽和条形凹槽沿着刀片长度方向上相间排列，两种形态间距等于圆形半径；沿着刀片宽度方向上相同排列，中心距460～700μm；圆形凹槽的直径和条形凹槽的宽度相同，为180～300μm；条形凹槽的长度为800～1400μm；圆形凹槽和条形凹槽深度相同，为60～100μm；本发明有效减少了电刀高温工作时的组织碳化和粘附，有利于散热，最小粘附质量较光滑的减少了约39%。
Description
技术领域
本发明属于微创医疗器械技术领域，涉及一种具有仿生表面形态的防粘高频电刀刀头。
背景技术
微创手术具有创伤小、痛苦轻、恢复快等特征，高频电外科手术是最普遍的载能微创手术，它通过刀头尖端产生的高频高压电流与肌体接触时对组织进行加热，达到蛋白质变性温度，实现对肌体组织的分离和凝固，从而起到切割和止血的目的。由于活体软组织或器官具有粘滑、柔软特性，手术操作时易导致组织烧伤、焦痴，粘连在器械表面，引起组织撕裂、烫伤。据统计，微创手术事故80%以上属于此类损伤。此外，手术时多次擦除焦痴，导致手术时间延长。手术刀接触组织还会产生刺激性烟雾，危害医务工作者和病人的健康。因此，高频电刀刀头表面脱附防粘是高频电外科手术的重要课题。目前，大多依赖表面涂层和刀头改形技术等方法改善粘附现象。
防粘表面涂层包括无机聚合物，如硅、陶瓷、镍铬、氮化物等，有机聚合物如聚四氟乙烯、聚环氧乙烷、丙烯酸盐聚合物、水溶性天然高分子如明胶等。欧洲专利[申请号：20040027705]公布了在刀头表面涂覆绝缘性多孔陶瓷材料，其表面纹理和孔隙减少组织粘着，控制电流流量。美国专利[申请号：20030109864]将部分填充含氟聚合物或多孔金属的水溶性聚合物涂覆到刀头表面。美国专利[申请号：2000069904]利用原子层沉积技术，在刀头表面制造氧化铝、陶瓷、氮化钛等籽晶层。然而，有些涂层如Teflon薄膜在加热至400℃时会被破坏并释放有毒气体，从而影响手术效果并危害人员健康。
有些研究通过改变刀头几何形状实现减少焦痴和烟雾的目的。中国实用新型专利[专利号：ZL200720073439.2]，在圆柱形刀头尖端雕刻出蜘蛛网状微螺纹，利用高温下微气垫原理实现防粘目的。中国专利[申请号：200720045219]在刀头制造出水孔，利用水流降温。美国专利[申请号：20070005058]公布一种尖端呈凹锥形的针形刀头，降低组织碳化和粘附几率。美国专利[申请号：20130138103]利用激光束照射技术，在刀头表面刻蚀出具有二级粗糙结构的纳米级颗粒，利用超疏水表面效应降低刀头粘连。
典型植物叶片如苏子叶和玉米皮具有防粘脱附效果，厨房蒸制面点时常将两种叶片垫在面团下面，蒸熟后可轻松取下不粘连，其高温高湿的环境与高频电刀的工作环境相似。因此，本发明仿照此类植物叶片表面形态对高频电刀刀头进行仿生设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种仿生防粘高频电刀刀头，本发明运用植物叶如苏子叶正表面和玉米皮内表面在高温下良好的防粘脱附效果，仿照其表面细微结构，根据相似性和可行性原则，在电刀刀头表面设计并雕刻出仿生表面形态。刀头的仿生表面形态已证明具有有效的防粘散热效果，并无毒无害。
本发明是由绝缘刀柄和高频导电刀片构成，所述的高频导电刀片表面开设有圆形凹槽和条形凹槽，圆形凹槽和条形凹槽沿高频导电刀片长度方向上相间排列，圆形凹槽和条形凹槽之间的间距与圆形凹槽的半径相同；圆形凹槽和条形凹槽各自沿高频导电刀片圆周方向上等间距排列，相邻圆形凹槽的中心距为460～700μm，相邻条形凹槽的中心距为460～700μm。
所述圆形凹槽的直径与条形凹槽的宽度相同，为180～300μm；圆形凹槽的深度与条形凹槽的深度相同，为60～100μm。
本发明的有益效果是：
1、高频导电刀片表面的圆形凹槽和条形凹槽排列类似植物叶表面结构的圆形和条形仿生表面形态，能在手术时减少组织炭化和粘附，并有利于散热，减少烟雾产生。
2、圆形凹槽和条形凹槽在高频导电刀片表面形成仿生非光滑结构，手术时组织与刀片接触不良，接触界面上残留微孔缺陷，引起应力集中，从而降低粘附。
3、条形凹槽的仿生形态与高频导电刀片长度方向相同，有助于组织顺向脱附。相对较小的圆形凹槽仿生形态使表面形成更多孔隙，破坏了组织与刀片贴合时产生的界面负压，其中残留空气受热膨胀，进一步增强脱附效果。
4、圆形凹槽和条形凹槽形成的仿生表面形态还增加了刀头整体表面积，有利于器械散热。
5、本发明只在高频导电刀片表面设置优化的仿生防粘形态，与刀片形成一体，工艺简单，效果明显。
6、本发明不改变材料原有理化特性，无毒无害。
附图说明
图1本发明的主视图。
图2本发明的剖面图。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示，本发明是由绝缘刀柄1和高频导电刀片2构成，所述的高频导电刀片2表面开设有圆形凹槽3和条形凹槽4，圆形凹槽3和条形凹槽4沿高频导电刀片2长度方向上相间排列，圆形凹槽3和条形凹槽4之间的间距与圆形凹槽3的半径相同；圆形凹槽3和条形凹槽4各自沿高频导电刀片2圆周方向上等间距排列，相邻条形凹槽4的中心距与相邻圆形凹槽3的中心距相同，相邻圆形凹槽3的中心距为460～700μm。
所述圆形凹槽3的直径与条形凹槽4的宽度相同，为180～300μm；圆形凹槽3的深度与条形凹槽4的深度相同，为60～100μm。
本发明的使用效果：配合图1和图2所示；
1、制造圆形凹槽3和条形凹槽4的宽度为180μm，条形凹槽4的长度L为1400μm，深度H为60μm，相邻圆形凹槽3的中心距D为580μm。将本发明和传统刀头连接在高频电刀设备上，设定电切功率32W，用两种刀头表面分别轻压新鲜猪肝内部组织3s，两面测试，比较手术前后质量差异，即粘附质量。本发明粘附质量较光滑刀头减少了约39%。
2、制造圆形凹槽3和条形凹槽4的宽度为240μm，条形凹槽4的长度L为800μm，深度H为70μm，相邻圆形凹槽3的中心距D为700μm。将本发明和光滑刀头连接在高频电刀设备上，设定电切功率32W，用两种刀头表面分别轻压新鲜猪肝内部组织3s，两面测试，比较手术前后质量差异，即粘附质量。本发明粘附质量较光滑刀头减少了约18%。
Claims (3)
1.一种仿生防粘高频电刀刀头，是由绝缘刀柄(1)和高频导电刀片(2)构成，其特征在于：所述的高频导电刀片(2)表面开设有圆形凹槽(3)和条形凹槽(4)，圆形凹槽(3)和条形凹槽(4)沿高频导电刀片(2)长度方向上相间排列，圆形凹槽(3)和条形凹槽(4)各自沿高频导电刀片(2)圆周方向上等间距排列；所述圆形凹槽(3)和条形凹槽(4)之间的间距与圆形凹槽(3)的半径相同；相邻的所述圆形凹槽(3)的中心距为460～700μm。
2.根据权利要求1所述的一种仿生防粘高频电刀刀头，其特征在于：相邻的所述条形凹槽(4)的中心距与相邻圆形凹槽(3)的中心距相同；所述圆形凹槽(3)的直径与条形凹槽(4)的宽度相同；所述圆形凹槽(3)的深度与条形凹槽(4)的深度相同。
3.根据权利要求2所述的一种仿生防粘高频电刀刀头，其特征在于：所述圆形凹槽(3)的直径和条形凹槽(4)的宽度为180～300μm；所述圆形凹槽(3)的深度和条形凹槽(4)的深度为60～100μm。
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