CN109044451B - 剪式铰与气囊混合止血结构及止血装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剪式铰与气囊混合止血结构及止血装置，其中止血结构由止血材料外敷膜和混合自适应结构组成。混合自适应结构由气囊、充气装置和自适应剪式铰展开结构组成。气囊的下端与和支撑杆固定连接。自适应剪式铰展开结构由支撑杆和剪式铰结构单元组成。剪式铰结构单元内端固定在支撑杆上，止血材料外敷膜粘贴固定在气囊的外侧。使用时将混合止血结构注射到伤口当中，打开充气装置对气囊充气使其膨胀从而驱动止血材料外敷膜和伤口创面相接触，弹性元件释放弹性势能驱动剪式铰结构单元沿径向扩展为气囊提供支撑，当压力满足伤口按压止血条件后停止充气，从而实现止血功能。

Description

剪式铰与气囊混合止血结构及止血装置

技术领域

本发明涉及一种新型贯穿伤止血结构，特别是一种自适应混合止血结构及注射式混合止血装置。

背景技术

现有战场贯穿伤止血治疗主要采用压迫止血、灼烧止血、油脂和纱布填充止血等方法，这些常规止血方法由于战时条件或救治效果的限制还远远不能满足贯穿伤止血的急救要求，因此急需研发一种新的止血方法和装置以填补空白。美国俄勒冈州的医疗技术公司RevMedx研制了一款类似注射器的医疗装置，名为“XStat”，内装微型药棉，能够改变军医治疗枪伤和弹片伤的方式。使用时，军医将几十个药丸形微型药棉注入伤口，药棉经过壳聚糖处理。壳聚糖能够凝结血液并对抗感染。在几秒钟内，药棉便可膨胀十倍，闭合伤口和止血。但是这种依靠吸血膨胀止血的方式对于战场大出血的伤者是非常危险的，而且材料膨胀后其强度变弱，难以对伤口创面提供持续的挤压力，其功能还有待进一步完善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，设计采用止血材料外敷膜配合具有形状和压力自适应性的混合自适应结构快速膨胀填充贯穿伤伤口，将止血材料外敷膜包裹于混合自适应结构的表面，通过剪式铰结构单元释放弹性势能和充气装置对气囊充气使其展开，混合自适应结构根据伤口几何形状和人体组织弹性发生相应的变形，配合止血材料外敷膜填充贯穿伤伤口并贴合创面，实现快速填充、凝血、止血，挽救战斗中受伤士兵的生命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种混合止血结构，包括止血材料外敷膜，其特征在于，还包括一混合自适应结构；所述混合自适应结构由气囊、充气装置和自适应剪式铰展开结构组成，所述充气装置连接在所述气囊上端并可向所述气囊内充入或抽出气体，所述自适应剪式铰展开结构位于所述气囊内；所述自适应剪式铰展开结构由支撑杆和剪式铰结构单元组成；所述剪式铰结构单元呈层状分布，每层有n个，其中，3≤n≤12；所述剪式铰结构单元由剪式铰单元和弹性元件组成；所述剪式铰结构单元的内端固定在所述支撑杆上；所述支撑杆的下端与所述气囊底部固定。

所述气囊具有较大弹性模量，可以约束剪式铰结构单元使其收缩，包裹在剪式铰结构单元的外端无须与其连接，上部与充气装置密闭连接，下部与支撑杆固定连接，所述止血材料外敷膜粘贴固定在所述气囊的外面。

所述充气装置根据血压来控制气囊内的气体压强。

所述支撑杆为圆柱体，底面半径为R，高为h。

所述剪式铰单元由两根杆件中心铰接而成；所述相邻剪式铰单元的杆件通过铰接连接；所述弹性元件两端分别连接在所述相邻剪式铰单元的连接铰上。弹性元件在外力作用下储存弹性势能，可以通过释放弹性势能驱动展开剪式铰结构单元。

一种注射式混合止血装置，包括注射器以及位于注射器内的止血结构，其特征在于：所述止血结构包括止血材料外敷膜和一混合式自适应性结构，所述混合自适应结构由气囊、充气装置和自适应剪式铰展开结构组成，所述充气装置连接在所述气囊上端并可向所述气囊内充入或抽出气体，所述自适应剪式铰展开结构位于所述气囊内；所述自适应剪式铰展开结构由支撑杆和剪式铰结构单元组成；所述剪式铰结构单元呈层状分布，每层有n个，其中，3≤n≤12；所述剪式铰结构单元由剪式铰单元和弹性元件组成；所述剪式铰结构单元的内端固定在所述支撑杆上；所述支撑杆的下端与所述气囊底部固定。

所述注射器前端存在扩孔刀片，在伤口较小时，切割伤口以放入止血装置。

通过混合自适应结构外包止血材料外敷膜，依靠剪式铰结构单元释放弹性应变能径向展开和气囊充气膨胀使止血材料外敷膜与伤口创面相接触并起到按压作用，实现止血凝血。

通过剪式铰结构单元释放弹性势能和调节气囊内的气体压力配合止血材料外敷膜的柔韧性，可实现对贯穿伤伤口的几何自适应性，能够根据伤口的形状实现自适应填充。

通过充气装置可以根据血压及人体组织弹性调节气囊压强与其平衡，从而满足不同的伤口止血压力需求，具有压力自适应性。

通过气囊可以抑制剪式铰结构单元的展开，方便止血结构的注射和取出；气囊充气膨胀后，剪式铰结构单元展开为其提供支撑，提高气囊的支撑能力，二者具有互补功能。

当完全止血后，通过调节气囊内空气压强，可减小对伤口的压力，使伤口组织再次过血以防伤口附近组织坏死。

所述的混合止血结构的使用方案为：混合止血结构存在初始收缩状态、正常使用状态和自由展开状态。所述的初始收缩状态下，混合止血结构储存于注射器中；所述的正常使用状态下，混合自适应结构根据伤口形状发生相应变形，使止血材料外敷膜紧贴伤口表面；所述的自由展开状态下，混合自适应性展开结构受到气囊的约束。使用前混合止血结构储存于注射器中。使用时将混合止血结构注射到伤口中，当伤口较小时，先通过注射器前端的扩孔刀片切割伤口，然后再将止血结构注入伤口，打开充气装置对气囊充气使其膨胀从而驱动止血材料外敷膜和伤口创面相接触，弹性元件随之释放弹性势能驱动剪式铰结构单元沿径向扩展为气囊提供支撑，充气装置自带有压力检测功能，当压力满足伤口按压止血条件后停止充气，从而实现止血功能。保持气囊内空气压力，并适时调节气囊压强以保护伤口附近组织。达到止血效果后，释放气囊内气体，混合式自适应结构收缩，将混合止血结构从伤口中取出，其恢复至自由展开状态。

附图说明

图1为注射式混合止血装置示意图；

图2为止血材料外敷膜初始折叠状态图；

图3为止血材料外敷膜使用时状态图；

图4为混合自适应性结构图；

图5为自适应剪式铰结构图；

图6为剪式铰结构单元图；

图7为剪式铰单元图；

图8为剪式铰单元连接图；

图9为混合止血结构初始收缩状态图；

图10为混合止血结构正常使用状态图；

图11为混合止血结构自由展开状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，注射式混合止血装置由注射器1、止血材料外敷膜2和混合自适应性结构3组成。注射器1前端存在扩孔刀片12，在伤口较小时，切割伤口以放入止血装置。图2、图3所示分别为止血材料外敷膜2的初始折叠状态和使用时状态，止血材料外敷膜2其具有一定的柔韧性，可遇血(水)膨胀。如图4所示，混合自适应结构3由气囊4、充气装置5和自适应剪式铰展开结构6组成，充气装置5在所述气囊4上端密闭连接并可向所述气囊内充入或抽出气体，所述自适应剪式铰展开结构6位于所述气囊4内，气囊4具有较大弹性模量，可以约束自适应剪式铰展开结构6使其收缩，止血材料外敷膜粘贴固定在气囊4的外面。如图5所示，自适应剪式铰展开结构由支撑杆7和剪式铰结构单元8组成，剪式铰结构单元8呈层状分布，内端固定在所述支撑杆7上，每层有6个。如图6所示，剪式铰结构单元8由剪式铰单元9和弹性元件10组成，弹性元件10在外力作用下储存弹性势能，可以通过释放弹性势能驱动展开剪式铰结构单元8。如图7所示，剪式铰单元9由两根杆件11中心铰接而成，与弹性元件共同实现剪式铰单元的扩展和收缩功能。如图8所示，相邻剪式铰单元9的件杆11通过铰接连接。弹性元件10两端分别连接在相邻剪式铰单元9的连接铰上。

混合止血结构的生产使用过程如下所述：生产时将止血材料外敷膜粘贴固定在混合自适应性结构中气囊4的外侧共同储存于注射器器中，剪式铰结构单元收缩，弹性元件10储存弹性势能，此时混合止血结构处于初始收缩状态(如图9所示)。使用时将混合止血结构注射到伤口中，当伤口较小时，先通过注射器前端的扩孔刀片切割伤口，然后再将止血结构注入伤口，打开充气装置5对气囊4充气使其膨胀从而驱动止血材料外敷膜2和伤口创面相接触，弹性元件10释放弹性势能驱动剪式铰结构单元沿径向扩展为气囊提供支撑。如图10所示，混合止血结构处于正常使用状态，充气装置5根据人体组织12的弹性和血压对气囊进行充气，剪式铰结构单元随之沿径向扩展为气囊4提供支撑，共同驱动止血材料外敷膜2使其贴合创面，当压力满足伤口按压止血条件后停止充气并保持气囊4内压强，从而实现止血功能，同时也能满足形状和压力自适应要求。达到止血效果后释放气囊内气体，混合自适应性结构3收缩，将混合止血结构从伤口中取出，其恢复至自由展开状态(如图11所示)。

Claims (8)

1.一种剪式铰与气囊混合止血结构，包括止血材料外敷膜（2），其特征在于：还包括一混合自适应结构（3），所述混合自适应结构（3）由气囊（4）、充气装置（5）和自适应剪式铰展开结构（6）组成，所述充气装置（5）连接在所述气囊（4）上端并可向所述气囊内充入或抽出气体，所述自适应剪式铰展开结构（6）位于所述气囊（4）内并在所述气囊的约束下收缩；所述自适应剪式铰展开结构（6）由支撑杆（7）和剪式铰结构单元（8）组成；所述剪式铰结构单元（8）呈层状分布，每层有n个，其中，3≤n≤12；所述剪式铰结构单元（8）由剪式铰单元（9）和弹性元件（10）组成；所述剪式铰结构单元（8）的内端固定在所述支撑杆（7）上；所述支撑杆（7）的下端与所述气囊底部固定。

2.根据权利要求1所述的混合止血结构，其特征在于：所述气囊（4）包裹在剪式铰结构单元（8）的外端，气囊（4）上部与充气装置密闭连接，气囊（4）下部与支撑杆固定连接，所述止血材料外敷膜粘贴固定在所述气囊（4）的外面。

3.根据权利要求1所述的混合止血结构，其特征在于：所述充气装置（5）根据血压来控制气囊内的气体压强。

4.根据权利要求1所述的混合止血结构，其特征在于：所述支撑杆（7）为圆柱体。

5.根据权利要求1所述的混合止血结构，其特征在于：所述剪式铰单元（9）由两根杆件（11）中心铰接而成；相邻所述剪式铰单元（9）的杆件（11）通过铰接连接；所述弹性元件（10）两端分别连接在相邻所述剪式铰单元（9）的连接铰上。

6.一种注射式剪式铰与气囊混合止血装置，包括注射器以及位于注射器内的混合止血结构，其特征在于：所述止血结构包括止血材料外敷膜（2）和一混合自适应结构（3），所述混合自适应结构（3）由气囊（4）、充气装置（5）和自适应剪式铰展开结构（6）组成，所述充气装置（5）连接在所述气囊（4）上端并可向所述气囊内充入或抽出气体，所述自适应剪式铰展开结构（6）位于所述气囊（4）内并在所述气囊的约束下收缩；所述自适应剪式铰展开结构（6）由支撑杆（7）和剪式铰结构单元（8）组成；所述剪式铰结构单元（8）呈层状分布，每层有n个，其中，3≤n≤12；所述剪式铰结构单元（8）由剪式铰单元（9）和弹性元件（10）组成；所述剪式铰结构单元（8）的内端固定在所述支撑杆（7）上；所述支撑杆（7）的下端与所述气囊底部固定。

7.根据权利要求6所述的注射式剪式铰与气囊混合止血装置，其特征在于：所述剪式铰单元（9）由两根杆件（11）中心铰接而成；相邻所述剪式铰单元（9）的杆件（11）通过铰接连接；所述弹性元件（10）两端分别连接在相邻所述剪式铰单元（9）的连接铰上。

8.根据权利要求6所述的注射式剪式铰与气囊混合止血装置，其特征在于：所述注射器（1）前端存在扩孔刀片（12）。

Images