CN109091189B - 一种自适应网状止血结构、装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网状止血结构及止血装置、装置及方法，该结构由止血材料外敷膜和自适应网状展开结构组成。自适应网状展开结构由网状结构单元和连接杆组成。网状结构单元由多边形单元和弹性铰组成。网状结构单元内的多边形单元通过弹性铰连接，相邻网状结构单元之间的多边形单元通过连接杆连接。使用前网状止血结构储存在注射器中，使用时将止血结构注射到伤口中，自适应网状展开结构释放弹性势能，体积发生膨胀，驱动止血材料外敷膜使其贴合创面，从而实现快速止血功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种自适应网状止血结构、止血装置及止血方法，用于战场贯穿伤止血治疗。
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
本发明的技术解决问题是：针对上述现有技术存在的不足，提出了一种自适应网状止血结构、止血装置及止血方法。本发明将止血材料外敷膜粘贴在自适应网状展开结构的表面，使用前自适应网状展开结构储存能量，使用时释放弹性势能使自适应弹性板展开结构沿径向扩展，并根据伤口几何形状发生相应的变形实现形状自适应，根据血压及人体组织弹性释放相应的弹性应变能实现压力自适应，驱动止血材料外敷膜使其贴合伤口创面，实现快速填充、凝血、止血，挽救战斗中受伤士兵的生命。
本发明的技术解决方案是：
一种网状止血结构，包括：止血材料外敷膜以及自适应网状展开结构；止血材料外敷膜包覆在所述自适应网状展开结构的外面，自适应网状展开结构沿径向扩展为止血材料外敷膜提供支撑，驱动止血材料外敷膜贴合伤口创面实现止血。
所述自适应网状展开结构为一个筒形整体，包括多个连接杆和网状结构单元；所述网状结构单元呈层状分布，且相邻层的网状结构单元之间均通过连接杆连接；所述网状结构单元包括多边形单元和弹性铰；
多边形单元之间通过弹性铰连接，挤压收缩时弹性铰储存应变能，扩张时释放应变能为网状结构单元沿径向扩展提供动力。
所述多边形单元和弹性铰均弹性材料制成。所述多边形单元和弹性铰采用的弹性材料的弹性模量范围在50～150Gpa。多边形单元为菱形。止血材料外敷膜遇水膨胀。
一种注射式网状止血结装置，包括注射器以及位于注射器内的止血结构，所述止血结构包括止血材料外敷膜以及自适应网状展开结构；止血材料外敷膜包覆在所述自适应网状展开结构的外面，自适应网状展开结构沿径向扩展为止血材料外敷膜提供支撑，驱动止血材料外敷膜贴合伤口创面实现止血；止血结构在注射器内部时，自适应网状展开结构处于初始收缩状态。
所述自适应网状展开结构为一个筒形整体，包括多个连接杆和网状结构单元；所述网状结构单元呈层状分布，且相邻层的网状结构单元之间均通过连接杆连接；所述网状结构单元包括多边形单元和弹性铰；
多边形单元之间通过弹性铰连接，挤压收缩时弹性铰储存应变能，扩张时释放应变能为网状结构单元沿径向扩展提供动力。
所述注射器前端设置有扩孔刀片，在伤口较小时，切割伤口以放入止血结构。
一种基于注射式网状止血结装置实现的止血方法，步骤如下：
(1)使用注射器将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扩大伤口，然后再将止血结构注入伤口中；
(2)多边形单元和弹性铰释放弹性势能驱动网状结构单元沿径向扩展，为止血材料外敷膜提供支撑，驱动止血材料外敷膜贴紧创面，从而实现止血。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)采用充气和弹性展开结构，可快速膨胀填充贯穿伤伤口。与现有压迫止血、灼烧止血、油脂和纱布填充止血等方法相比，该混合止血结构具有快速填充止血的效果。
(2)该展开结构具有几何形状自适应特性，配合止血材料吸血膨胀特性，对伤口压力均匀，伤口创面贴合性好，可对伤口创面提供持续的挤压力。
(3)可重复展开收拢，防止伤口组织坏死。
(4)便于储存，可长期存放。
附图说明
图1为注射式网状止血装置示意图；
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为自适应网状展开结构图；
图5为网状结构单元图；
图6为多边形单元连接示意图；
图7为网状止血结构初始收缩状态图；
图8为网状止血结构正常使用状态图；
图9为网状止血结构自由展开状态图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明具体实施方式。
战场贯穿伤带来的失血过多是造成人员伤亡的重要因素之一，但却没有较好的、有效的贯穿伤止血方法。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，但是由于血压较大，这几种止血方式往往无法止血。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。
针对现有技术的不足，本发明提出的一种自适应网状止血结构，应用于战场贯穿伤的止血急救治疗。
如图1所示，该自适应网状止血结构包括：止血材料外敷膜2以及自适应网状展开结构3；止血材料外敷膜2包覆在所述自适应网状展开结构3的外面，自适应网状展开结构3沿径向扩展为止血材料外敷膜2提供支撑，进而使得如图2所示的止血材料外敷膜2贴合创面进行止血，止血材料外敷膜2遇水膨胀，止血材料外敷膜2处于被撑开的状态如图3所示。
如图4所示，自适应网状展开结构3为一个筒形整体，包括多个连接杆5和网状结构单元4；所述网状结构单元4呈层状分布，且相邻层的网状结构单元4之间均通过连接杆5连接；
如图5、图6所示，所述网状结构单元4包括多边形单元6和弹性铰7；多边形单元6之间通过弹性铰7连接，挤压收缩时弹性铰7储存应变能，扩张时释放应变能为网状结构单元4沿径向扩展提供动力。
多边形单元6和弹性铰7均弹性材料制成。弹性材料可采用铍铜合金、磷铜带等耐腐蚀高弹合金，弹性材料的弹性模量范围为50～150Gpa。多边形单元6为菱形。
如图1所示，基于上述止血结构，本发明还提出一种注射式网状止血结装置，包括注射器1以及位于注射器1内的止血结构，所述止血结构包括止血材料外敷膜2以及自适应网状展开结构3；止血材料外敷膜2包覆在所述自适应网状展开结构3的外面，自适应网状展开结构3沿径向扩展为止血材料外敷膜2提供支撑，驱动止血材料外敷膜2贴合伤口创面实现止血；止血结构在注射器1内部时，自适应网状展开结构3处于初始收缩状态。
注射器1前端设置有扩孔刀片8，在伤口较小时，切割伤口以放入止血结构。
进一步的，本发明还提出一种基于注射式网状止血结装置实现的止血方法，步骤如下：
1、使用注射器1将止血结构注射到伤口中，止血结构在注射器1之中时，处于初始收缩状态，如图7所示，当伤口较小时，先通过注射器1前端的扩孔刀片8扩大伤口，然后再将止血结构注入伤口中；
2、如图8所示为止血结构工作时的示意图，多边形单元6和弹性铰7释放弹性势能驱动网状结构单元4沿径向扩展，为止血材料外敷膜2提供支撑，驱动止血材料外敷膜2贴紧创面，从而实现止血。
本发明提出的止血结构，止血装置或者止血方法，其工作原理为：网状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。初始收缩状态下，网状止血结构储存于注射器中。正常使用状态下，自适应网状展开结构根据伤口形状发生相应变形，驱动止血材料外敷膜紧贴伤口表面；自由展开状态下，网状止血结构处于零势能状态。
生产过程即由自由展开状态向初始收缩状态转化，将网状止血结构储存于注射器中，网状结构单元(多边形单元6和弹性铰7)收缩储存弹性势能，此时网状止血结构处于初始收缩状态，如图7所示。
使用过程即由初始收缩状态向正常使用状态转化，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，通过注射装置将网状止血结构注射到伤口中，网状结构单元根据所处的伤口形状和受到的压力发生释放相应的弹性应变能，自适应网状展开结构沿径向扩展，如图8所示，网状止血结构处于正常使用状态，多边形单元6和弹性铰7根据所处的伤口形状和受到的压力释放相应的弹性应变能，自适应网状展开结构沿径向扩展，驱动止血材料外敷膜使其贴合创面，从而实现快速止血功能，同时也能满足形状和压力自适应要求。取出过程即由正常使用状态向自由展开状态转化，达到止血效果后将网状止血结构从伤口中取出，网状止血结构自动恢复到自由展开状态。如图9所示，其自动恢复至零势能状态。
通过自适应网状展开结构外包止血材料外敷膜，依靠网状结构单元释放弹性应变能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。通过网状结构单元释放弹性应变能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。网状结构单元可以根据血压及人体组织弹性释放相应的的应变能与其平衡，从而满足不同的伤口止血压力需求，具有压力自适应性。
实施例：
优选方案为：止血材料外敷膜展开成圆柱形时，直径为10cm～12cm，高为13cm～15cm，扩孔刀片为3～4片，每片长为1～1.2厘米。注射器内径约为1.8～2.2厘米使止血效果更佳；
进一步的优选方案为：止血材料外敷膜展开成圆柱形时，直径为12厘米，高为15厘米；扩孔刀片：扩孔刀片为4片，每片长为1.2厘米。注射器内径为2厘米。
多边形单元6和弹性铰7采用的弹性材料的弹性模量范围在50～150Gpa，以同时满足止血效果以并给贯穿伤口提供适当的作用力。
本发明的展开结构具有几何形状自适应特性，可适用于最大伤口直径10厘米的贯穿伤，可对伤口创面提供持续的挤压力。配合止血材料吸血膨胀特性，对伤口压力均匀，伤口创面贴合性好，可对伤口创面提供持续的挤压力。与现有压迫止血、灼烧止血、油脂和纱布填充止血等方法相比，具有快速填充止血的效果。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (7)
1.一种网状止血结构，其特征在于包括：止血材料外敷膜(2)以及自适应网状展开结构(3)；止血材料外敷膜(2)包覆在所述自适应网状展开结构(3)的外面，自适应网状展开结构(3)沿径向扩展为止血材料外敷膜(2)提供支撑，驱动止血材料外敷膜(2)贴合伤口创面实现止血；
所述自适应网状展开结构(3)为一个筒形整体，包括多个连接杆(5)和网状结构单元(4)；所述网状结构单元(4)呈层状分布，且相邻层的网状结构单元(4)之间均通过连接杆(5)连接；所述网状结构单元(4)包括多边形单元(6)和弹性铰(7)；
多边形单元(6)之间通过弹性铰(7)连接，挤压收缩时弹性铰(7)储存应变能，扩张时释放应变能为网状结构单元(4)沿径向扩展提供动力。
2.根据权利要求1所述的一种网状止血结构，其特征在于：所述多边形单元(6)和弹性铰(7)均弹性材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种网状止血结构，其特征在于：所述多边形单元(6)和弹性铰(7)采用的弹性材料的弹性模量范围在50～150Gpa。
4.根据权利要求2或3所述的一种网状止血结构，其特征在于：多边形单元(6)为菱形。
5.根据权利要求1所述的一种网状止血结构，其特征在于：止血材料外敷膜(2)遇水膨胀。
6.一种注射式网状止血结装置，其特征在于：包括注射器(1)以及位于注射器(1)内的止血结构，所述止血结构包括止血材料外敷膜(2)以及自适应网状展开结构(3)；止血材料外敷膜(2)包覆在所述自适应网状展开结构(3)的外面，自适应网状展开结构(3)沿径向扩展为止血材料外敷膜(2)提供支撑，驱动止血材料外敷膜(2)贴合伤口创面实现止血；止血结构在注射器(1)内部时，自适应网状展开结构(3)处于初始收缩状态；
所述自适应网状展开结构(3)为一个筒形整体，包括多个连接杆(5)和网状结构单元(4)；所述网状结构单元(4)呈层状分布，且相邻层的网状结构单元(4)之间均通过连接杆(5)连接；所述网状结构单元(4)包括多边形单元(6)和弹性铰(7)；
多边形单元(6)之间通过弹性铰(7)连接，挤压收缩时弹性铰(7)储存应变能，扩张时释放应变能为网状结构单元(4)沿径向扩展提供动力。
7.根据权利要求6所述的一种注射式网状止血结装置，其特征在于：所述注射器(1)前端设置有扩孔刀片(8)，在伤口较小时，切割伤口以放入止血结构。
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