CN109091193A - 一种弹性板止血结构及注射式弹性板止血装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹性板止血结构及注射式弹性板止血装置及方法,该结构由止血材料外敷膜和自适应弹性板展开结构组成。自适应弹性板展开结构由自适应弹性板展开结构基本单元组成。自适应弹性板展开结构基本单元呈层状分布,每层所述自适应弹性板展开结构基本单元由n片弹性板和支撑杆单元组成,弹性板内端固定在支撑杆单元上,止血材料外敷膜包裹在弹性板的外侧。使用前将弹性板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,自适应弹性板展开结构释放弹性势能,沿径向展开,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
本发明涉及一种贯穿伤止血结构,特别是一种弹性板止血结构及注射式弹性板止血装置,属于止血装置技术领域。
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,设计一种具有形状和压力自适应性的贯穿伤止血结构。为此本发明将止血材料外敷膜粘贴在自适应弹性板展开结构的表面,使用前压缩自适应弹性板展开结构使其储存能量,使用时通过弹性板释放弹性应变能使自适应弹性板展开结构展开,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:
一种弹性板止血结构,包括:止血材料外敷膜、自适应弹性板展开结构,止血材料外敷膜粘贴固定在所述自适应弹性板展开结构的外端,
自适应弹性板展开结构能够释放弹性势能沿径向扩展,驱动止血材料外敷膜使其贴合创面,实现止血。
所述自适应弹性板展开结构由弹性板和支撑杆单元组成;
所述自适应弹性板展开结构呈层状分布,每层所述弹性板有n片,3≤n≤12,各层弹性板按照均匀的角度排布;弹性板的一端固定在所述支撑杆单元上,弹性板的另一端固定在止血材料外敷膜上。
弹性板的几何线型为渐开线。
支撑杆单元单元为多个,每个支撑杆单元单元由上段、中段和下三段组成,其中中段为直柱体,直柱体首尾固定相接,上段和下段为台体且对称分布在中段的两侧,上段和下段的台体的大端面与中段连接,相邻两个支撑杆单元单元通过台体的小端面连接,形成杆状结构。上段和下段的台体侧面均匀内凹呈弧面;直柱体的侧面均匀内凹呈弧面,以提高支撑效果,从而提高止血效果。
中段直柱体上设有多个圆弧弹性板,各个圆弧弹性板的一端与中段直柱体的外表面固定连接,在圆弧弹性板未展开时,各个圆弧弹性板的另一端位于同一个圆上,受止血材料外敷膜束缚,各个圆弧弹性板的外包络收缩为闭合的圆形。
优选方案为:上段和下段上也设有多个圆弧弹性板,各个圆弧弹性板的一端与中段直柱体的边角固定连接,在圆弧弹性板未展开(即初始折叠状态)时,各个圆弧弹性板的另一端位于同一个圆上,受止血材料外敷膜束缚,各个圆弧弹性板的外包络收缩为闭合的圆形,上段和下端配合中段,实现止血的快速实现。
中段直柱体的底面由四个半径为R、圆心角为90°的圆弧形状的弹性板相切闭合而成,上段的台体顶面和下段的台体底面均由四个半径为r、圆心角为90°的圆弧形状的弹性板相切闭合而成,其中,R>r。
中段的直柱体包括四个边角,弹性板若为4片,每片弹性板的一端固定在中段的直柱体的四个边角上。
一种注射式的弹性板止血装置,包括:注射器以及所述的弹性板止血结构,弹性板止血结构位于注射器内,注射器能够将弹性板止血结构打入人体组织的伤口或创面内。
注射器前端设有扩孔刀片(在伤口较小时)能够切割伤口以放入止血装置。
一种注射式弹性板止血装置的止血方法,其步骤如下:
(1)在人体组织的伤口处,由注射器将所述的弹性板止血结构打入伤口内;
(2)进入伤口后,弹性板在弹性势能的作用下沿径向展开。
(3)沿径向展开的自适应弹性板展开结构带动止血材料外敷膜扩张体积,并且产生对人体组织的挤压力。
(4)根据贯穿伤产生的空腔大小,自适应弹性板展开结构带动止血材料外敷膜形成与人体组织伤口处的空腔一致的形状,从而顶住出血点,止血材料外敷膜贴合创面,实现止血。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
(1)本发明的止血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。
(2)本发明的挤压压力可调节,调节范围大,能够达到0~16kPa,便于储存,可长期存放。
(3)本发明采用弹性展开结构,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,具有快速填充止血的效果。
(4)本发明使用前将弹性板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,自适应弹性板展开结构释放弹性势能,沿径向展开,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。
(5)可重复展开收拢,防止伤口组织坏死。
附图说明
图1为注射式弹性板止血装置示意图;
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为自适应弹性板展开结构图;
图5为自适应弹性板展开结构基本单元图;
图6为弹性板构造图;
图7为支撑杆单元示意图;
图8为弹性板止血结构初始收缩状态图;
图9为弹性板止血结构正常使用状态图;
图10为弹性板止血结构自由展开状态图。
图11为注射式弹性板止血装置注射器透视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
本发明公开了一种弹性板止血结构及注射式弹性板止血装置及方法,该结构由止血材料外敷膜和自适应弹性板展开结构组成。自适应弹性板展开结构由自适应弹性板展开结构基本单元组成。自适应弹性板展开结构基本单元呈层状分布,每层所述自适应弹性板展开结构基本单元由n片弹性板和支撑杆单元组成。弹性板内端固定在支撑杆单元上,止血材料外敷膜包裹在弹性板的外侧。使用前将弹性板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,自适应弹性板展开结构释放弹性势能,沿径向展开,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。
如图1和图11所示,注射式弹性板止血装置由注射器1、止血材料外敷膜2和自适应弹性板展开结构3组成。注射器1前端存在扩孔刀片7,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,自适应弹性板展开结构3由自适应弹性板展开结构基本单元4组成,自适应弹性板展开结构基本单元4呈层状分布。如图5所示,每层所述自适应弹性板展开结构基本单元由4片弹性板5和支撑杆单元6组成,弹性板5的内端固定在所述支撑杆单元6上,止血材料外敷膜固定在弹性板的外端。如图6所示,弹性板5的几何线型为渐开线,渐开线的基圆半径为R1。与圆弧相比,渐开线结构在收缩状态时可以提供更大的反作用力,而且作用范围较广;相比直线,产生的反作用较为均匀,开展和收缩过程的运动路径较为明确,可以保证止血材料的在均匀压力下的形状,与伤口可以进行自适应配合。如图7所示,支撑杆单元由上、中、下三段组成,其中中段为直柱体601,上、下段为台体602。直柱体601的底面(或顶面)由四个半径为R圆心角为90°的圆弧相切闭合而成。台体602的上底面(顶面)由四个半径为r圆心角为90°的圆弧相切闭合而成,下底面四个半径为R圆心角为90°的圆弧相切闭合而成,其中,R>r。此种变截面支撑杆单元既足够的刚度,又具有很好的变形性能,实现弹性板和支撑杆单元的相切连接,使弹性板的受力更加均匀合理。另外,支撑杆单元截面有所变化使其刚度有强有弱,更有利于适应伤口轨迹的变化,可以满足贯穿伤孔道轨迹的变化。
弹性板止血结构的使用方案为:弹性板止血结构存在自由展开状态、正常使用状态和初始收缩状态。自由展开状态下,弹性板止血结构处于零势能状态;正常使用状态下,自适应弹性板展开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;初始收缩状态下,弹性板止血结构储存于注射器中。
生产时将止血材料外敷膜包裹在自适应弹性板展开结构的外侧共同储存于注射器中,使弹性板5收缩储存弹性势能,此时弹性板止血结构处于初始收缩状态(如图8所示)。
生产过程即由自由展开状态向初始收缩状态转化,将弹性板止血结构储存于注射器中以储存弹性应变能。使用过程即由初始收缩状态向正常使用状态转化,通过注射装置将弹性板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,弹性板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,使自适应弹性板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,达到止血效果后将弹性板止血结构从伤口中取出,其自动恢复至零势能状态。
如图9所示,弹性板止血结构处于正常使用状态,弹性板5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,自适应弹性板展开结构沿径向扩展,驱动止血材料外敷膜2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。达到止血效果后将弹性板止血结构从伤口中取出,弹性板止血结构自动恢复到自由展开状态。如图10所示,弹性板止血结构处于自由展开状态,其弹性应变能为零。
止血外敷膜优选方案为:在注射器内时,直径为10cm~12cm,高为13cm~15cm,弹性板宽度为0.3cm~0.5cm,展开长度为13mm~15cm,厚度为0.2mm~0.3mm;支撑杆单元长度优选为13~15cm,支撑杆单元长度要优选为13~15cm,使止血效果更佳;
进一步的优选方案为止血外敷膜优选直径为12cm,且高为15cm,且弹性板宽度为0.5cm,且展开长度为14cm,且厚度为0.3mm、支撑杆单元长度15cm、注射器内径2cm,优选适用于伤口最大包络(即当伤口不规则时,外切圆为最大包络)直径10cm的贯穿伤,止血效果最佳。
伤口最大包络直径10cm的贯穿伤能够通过调整弹性板长度和材料实现。
弹性板4采用的弹性材料的弹性模量范围优选在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,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,挤压压力可调节,调节范围大,能够达到0~16kPa,便于储存,可长期存放。
本发明采用弹性展开结构,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,具有快速填充止血的效果。
Claims (10)
1.一种弹性板止血结构,其特征在于包括:止血材料外敷膜(2)、自适应弹性板展开结构(3),止血材料外敷膜(2)粘贴固定在所述自适应弹性板展开结构(3)的外端,自适应弹性板展开结构(3)能够释放弹性势能沿径向扩展,驱动止血材料外敷膜(2)使其贴合创面,实现止血。
2.根据权利要求1所述的一种弹性板止血结构,其特征在于:所述自适应弹性板展开结构(3):自适应弹性板展开结构(3),包括多个自适应弹性板展开结构基本单元(4),各自适应弹性板展开结构基本单元(4)呈层状分布,每层所述自适应弹性板展开结构基本单元(4)由弹性板(5)和支撑杆单元(6)组成;
每层自适应弹性板展开结构基本单元(4),有n片所述弹性板(5),3≤n≤12,各层的弹性板(5)按照均匀排布;弹性板(5)的一端固定在所述支撑杆单元(6)上,弹性板(5)的另一端固定在止血材料外敷膜(2)上。
3.根据权利要求1所述的一种弹性板止血结构,其特征在于:所述弹性板(5)的几何线型为渐开线。
4.根据权利要求2所述的一种弹性板止血结构,其特征在于:所述支撑杆单元(7)为多个,且首尾相接,每个支撑杆单元(7)单元由上段、中段和下段组成,其中中段为直柱体,上段和下段为台体且对称分布在中段的两侧并与中段连接。
5.根据权利要求4所述的一种弹性板止血结构,其特征在于:所述中段直柱体上设有多个圆弧弹性板,各个圆弧弹性板的一端与中段直柱体的外表面固定连接,在圆弧弹性板未展开时,各个圆弧弹性板的另一端位于同一个圆上,受止血材料外敷膜(2)束缚,各个圆弧弹性板的外包络收缩为闭合的圆形。
6.根据权利要求4所述的一种弹性板止血结构,其特征在于:中段直柱体的底面由四个半径为R、圆心角为90°的圆弧形状的弹性板相切闭合而成,上段的台体顶面和下段的台体底面均由四个半径为r、圆心角为90°的圆弧形状的弹性板相切闭合而成,其中,R>r。
7.根据权利要求4所述的一种弹性板止血结构,其特征在于:所述中段的直柱体包括四个边角,弹性板(5)若为4片,每片弹性板的一端固定在中段的直柱体的四个边角上。
8.一种注射式的弹性板止血装置,包括:注射器(1)以及权利要求1~7之一所述的弹性板止血结构,弹性板止血结构位于注射器内,注射器(1)能够将弹性板止血结构打入人体组织的伤口或创面内。
9.根据权利要求8所述的一种弹性板止血装置,其特征在于:所述注射器(1)前端设有扩孔刀片(7),能够切割伤口以放入止血装置。
10.一种注射式弹性板止血装置的止血方法,其特征在于步骤如下:
(1)在人体组织的伤口处,由注射器(1)将权利要求1~7之一所述的弹性板止血结构打入伤口内;
(2)进入伤口后,弹性板(6)在弹性势能的作用下沿径向展开;
(3)沿径向展开的自适应弹性板展开结构(3)驱动止血材料外敷膜(2)扩张体积,并且产生对人体组织的挤压力;
(4)根据贯穿伤产生的空腔大小,自适应弹性板展开结构(3)带动止血材料外敷膜(2)形成与人体组织伤口处的空腔一致的形状,从而顶住出血点,止血材料外敷膜贴合创面,实现止血。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20181228 |
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