CN105769379B - 一种形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统。包括有体外的高频电源、发射器和植入体内的接收器、驱动器、托架、尿道阀、配流带，发射器包括有励磁线圈和发射线圈，工作时手持贴近于腹前壁上，接收器包括有接收线圈和负载线圈，固定于耻骨上，驱动器固定于托架上，托架固定于耻骨上，尿道阀包括有阀体和阀芯，阀芯装设在阀体内，阀体固定于托架上，配流带与驱动器连接及与尿道阀的阀芯连接。本发明不致造成创口肌肉组织感染，也不致引起泌尿系统感染及并发症，不致造成器官机械损伤，不致引起漏尿和返流，且结构紧凑，具有良好的与生物组织相容性。

Description

一种形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统

技术领域

本发明属于医疗器械领域，涉及一种形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，具体涉及一种辅助神经源性膀胱功能障碍患者排尿的人工逼尿肌系统，属于人工逼尿肌系统的创新技术。

背景技术

人体控制排尿的中枢神经或周围神经受到损害之后引起的膀胱排尿功能障碍，称为神经源性膀胱功能障碍，也称神经源性膀胱。神经源性膀胱是一种常见的疾病，病因多见于脊髓外伤、先天性发育不良及中枢神经系统病变等，常有尿失禁、排尿困难、尿潴留等临床症状，给病人带来了非常大的痛苦和生活障碍。神经源性膀胱还可导致泌尿系统感染、结石等并发症，严重者可导致肾积水，甚至肾功能衰竭，危及生命。

神经源性膀胱的治疗具有较大的难度。目前临床上主要采用药物、电刺激、手术及体神经反射等治疗方法或采用腹部施压、尿道插管引流、膀胱造瘘转流等辅助排尿措施。药物治疗副作用大，疗效不明显；电刺激治疗需手术植入电极，疗效尚未明确；手术治疗受适应症限制，且易引起并发症；体神经反射治疗将损伤躯体运动神经，疗效尚待观察；腹部施压尿液不能排净，可导致结石、尿路感染；长期插管引流、膀胱造瘘转流，病人痛苦，易引起感染。目前尚未找到更有效的治疗方法和辅助排尿措施，尤其是截瘫病人的膀胱排尿功能障碍问题尚未得到有效解决。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统。本发明不致造成创口肌肉组织感染，也不致引起泌尿系统感染及并发症，不致造成器官机械损伤，不致引起漏尿和返流，且结构紧凑，具有良好的与生物组织相容性。

本发明的技术方案是：本发明的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，包括有体外的高频电源、发射器和植入体内的接收器、驱动器、托架、尿道阀、配流带，发射器包括有励磁线圈和发射线圈，工作时手持贴近于腹前壁上，接收器包括有接收线圈和负载线圈，固定于耻骨上，驱动器固定于托架上，托架固定于耻骨上，尿道阀包括有阀体和阀芯，阀芯装设在阀体内，阀体固定于托架上，配流带与驱动器连接及与尿道阀的阀芯连接。

本发明针对神经源性膀胱导致病人生活障碍和引发并发症等问题，基于谐振耦合无线电能传输原理、材料形状记忆效应，本发明提出一种谐振耦合式电控形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其利用形状记忆材料的相变回复力辅助膀胱排尿。本发明的超声汽化蒸汽驱动的排尿助力系统具有以下特点：

1）膀胱、尿道、输尿管、皮下和腹腔肌层均不开孔安装器件，不致造成创口肌肉组织感染；

2）托架、驱动器、尿道阀和接收器等植入体内元件与尿液非接触，不致引起泌尿系统感染及并发症；

3）以弹性硅橡胶驱动膀胱和控制输尿管口和尿道口的开闭，不致造成器官机械损伤；

4）利用尿道和输尿管内壁的闭合实现密封，符合生理结构特点，不致引起漏尿和返流；

5）托架、驱动器、尿道阀和接收器均采用适于医用合金和硅橡胶材料制成，不致腐蚀、生锈，且结构紧凑，具有良好的与生物组织相容性。

本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其作为一种辅助膀胱排尿的动力装置。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明驱动器的结构示意图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1所示，本发明的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，包括有体外的高频电源1、发射器2和植入体内的接收器3、驱动器5、托架6、尿道阀7、配流带9，发射器2包括有励磁线圈和发射线圈，工作时手持贴近于腹前壁上，接收器3包括有接收线圈和负载线圈，固定于耻骨4上，驱动器5固定于托架6上，托架6固定于耻骨4上，尿道阀7包括有阀体和阀芯，阀芯装设在阀体内，阀体固定于托架6上，配流带9与驱动器5连接及与尿道阀7的阀芯连接。

本实施例中，上述驱动器5作为人工逼尿肌，包括有支撑环12、上端盖膜13、下端盖膜14、形状记忆纤维15、基体纤维16，其中形状记忆纤维15为合金纤维，低温相为扁平螺旋状，高温相为圆锥螺旋状，基体纤维16为织物纤维，展开呈圆锥状，形状记忆纤维15能在基体纤维16间穿通构成复合纤维，由形状记忆纤维15及基体纤维16组成的复合纤维固定支撑在支撑环12上，上端盖膜13覆盖在支撑环12上，下端盖膜14覆盖在复合纤维的外侧，支撑环12周边固定于托架6上。

本实施例中，上述形状记忆纤维15为镍钛合金纤维。

本实施例中，上述基体纤维16为柔性织物纤维。

本实施例中，上述上端盖膜13、下端盖膜14由弹性的硅橡胶制成。

本实施例中，上述支撑环12由硅橡胶板制成，用于固定支撑复合纤维和盖膜。

本实施例中，上述托架6由合金材料制成，碗形网状，托架6开设让输尿管10穿通的长椭圆形孔和让尿道8穿通的圆形孔，托架6固定于耻骨4上。在托架6在对应于尿道8的位置处开设圆形孔，目的是是让尿道穿通；本发明在托架6在对应于输尿管10的膀胱壁段区域开设长椭圆形孔，目的是让输尿管10穿通，开长椭圆形孔是因为输尿管10在膀胱壁段内是一段1厘米长的管，长椭圆形孔是让这段1厘米长的管露出，以便让盖膜压闭。

本实施例中，上述尿道阀7的阀体由合金材料制成，固定于托架6上。

本实施例中，上述阀芯是包裹尿道8的弹性元件，阀芯的一侧与阀体固定，阀芯的另一侧与配流带9连接，阀芯的弹性变形量受配流带9的张力（操纵力）控制。

本实施例中，上述配流带9由硅橡胶膜制成，配流带9与驱动器5的下端盖膜14连接及与尿道阀7的阀芯连接。

本发明的工作原理如下：在储尿阶段，发射器2未接收高频电源1电信号，未产生交变磁场，形状记忆纤维15未受热，驱动器5处于初始位置，配流带9未张紧处于松弛状态，输尿管10的膀胱壁段的输尿管口a保持张开，尿道阀7的阀芯使尿道8的尿道口b保持闭合。此间，在输尿管括约肌蠕动下，尿液通过输尿管口a进入膀胱11，膀胱11随尿液增多逐渐膨胀。

在排尿阶段，发射器2接收高频电源1的电信号，产生交变磁场，接收器3通过空间磁场谐振耦合产生交变电流，使形状记忆纤维15受热温度升高。当温度升到高温相临界温度后，形状记忆纤维15向高温相形状（圆锥螺旋状）变形，驱动器5伸出，迫使配流带9张紧，压闭输尿管10膀胱壁段的输尿管口a，并牵拉尿道阀7的阀芯，松开尿道8的尿道口b，同时，压迫膀胱11将尿液连续排出。

排尿后，发射器2停止接收高频电源1的电信号，形状记忆纤维15温度下降。当温度下降到低温相临界温度后，形状记忆纤维15在弹性盖膜作用下向低温相形状（扁平螺旋状）变形，驱动器5缩回到初始位置，配流带9恢复松弛状态，尿道阀7的阀芯复位关闭尿道8的尿道口b，膀胱11恢复储尿状态，完成一次储尿排尿的过程。病人只要重复上述过程便可自行控制排尿。

Claims (9)

1.一种形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其特征在于包括有体外的高频电源、发射器和植入体内的接收器、驱动器、托架、尿道阀、配流带，发射器包括有励磁线圈和发射线圈，工作时手持贴近于腹前壁上，接收器包括有接收线圈和负载线圈，固定于耻骨上，驱动器固定于托架上，托架固定于耻骨上，尿道阀包括有阀体和阀芯，阀芯装设在阀体内，阀体固定于托架上，配流带与驱动器连接及与尿道阀的阀芯连接；上述驱动器作为人工逼尿肌，包括有支撑环、上端盖膜、下端盖膜、形状记忆纤维、基体纤维，其中形状记忆纤维为合金纤维，低温相为扁平螺旋状，高温相为圆锥螺旋状，基体纤维为织物纤维，展开呈圆锥状，形状记忆纤维能在基体纤维间穿通构成复合纤维，由形状记忆纤维及基体纤维组成的复合纤维固定支撑在支撑环上，上端盖膜覆盖在支撑环上，下端盖膜覆盖在复合纤维的外侧，支撑环周边固定于托架上。

2.根据权利要求1所述的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其特征在于上述形状记忆纤维为镍钛合金纤维。

3.根据权利要求1所述的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其特征在于上述基体纤维为柔性织物纤维。

4.根据权利要求1所述的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其特征在于上述上端盖膜、下端盖膜由弹性的硅橡胶制成。

5.根据权利要求1所述的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其特征在于上述支撑环由硅橡胶板制成。

6.根据权利要求1至5任一项所述的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其特征在于上述托架由合金材料制成，碗形网状，托架开设有让输尿管穿通的长椭圆形孔和让尿道穿通的圆形孔，托架固定于耻骨上。

7.根据权利要求6所述的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其特征在于上述尿道阀的阀体由合金材料制成，固定于托架上。

8.根据权利要求7所述的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其特征在于上述阀芯是包裹尿道的弹性元件，阀芯的一侧与阀体固定，阀芯的另一侧与配流带连接。

9.根据权利要求8所述的形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统，其特征在于上述配流带由硅橡胶膜制成，配流带与驱动器的下端盖膜连接及与尿道阀的阀芯连接。