CN109788967A - 具有表面纹理的外科手术器械 - Google Patents

Abstract

披露了外科手术器械、具体地眼外科手术器械。示例性外科手术器械包括用于移除内界膜(ILM)的镊子。示例性镊子可以包括在镊爪的远端处形成的纹理化表面。所述纹理化表面可以具有多个微柱体，所述微柱体用于增大ILM与镊爪之间的摩擦系数以便减小镊子为了接合ILM而需要施加的法向力。

Description

具有表面纹理的外科手术器械

技术领域

本披露涉及外科手术器械，具体地涉及具有纹理化表面的外科手术器械，以便改进对膜的抓取以避免对下方的组织造成损伤。

发明内容

根据一方面，本披露描述了一种外科手术器械，所述外科手术器械包括接合身体的组织的接合构件。所述接合构件可以包括表面。所述外科手术器械还可以包括在所述表面上沿第一方向形成的多个第一痕迹以及在所述表面上沿与所述第一方向不同的第二方向上形成的多个第二痕迹。所述多个第一痕迹中的相邻痕迹之间的第一间距可以在大致5.5μm至15μm的范围内。所述多个第二痕迹中的相邻痕迹之间的第二间距可以在大致5.5μm至15μm的范围内。所述多个第一痕迹和所述多个第二痕迹可以限定微柱体阵列。所述微柱体阵列中的所述微柱体可以具有在3μm至10μm范围内的高度。

本披露的另一个方面涵盖一种用于在外科手术器械上形成纹理化表面的方法。所述方法可以包括：沿着所述外科手术器械的接合构件的表面在第一方向上形成多个第一痕迹；并且在所述表面上沿与所述第一方向不同的第二方向形成多个第二痕迹。所述多个第一痕迹中的相邻痕迹之间的第一间距可以在大致5.5μm至15μm的范围内。所述多个第二痕迹中的相邻痕迹之间的第二间距可以在大致5.5μm至15μm的范围内。所述多个第一痕迹和所述多个第二痕迹可以限定微柱体阵列。所述微柱体可以具有在3μm至10μm范围内的高度。

这各个方面可以包括以下特征中的一个或多个特征。所述微柱体阵列中的所述微柱体中的一个或多个微柱体相对于所述接合构件的所述表面可以倾斜在20°至55°范围内的角度。所述微柱体阵列中的所述微柱体中的一个或多个微柱体可以倾斜在30°至45°范围内的角度。所述微柱体阵列中的所述微柱体可以具有在3.5μm至7μm范围内的高度。所述多个第一痕迹和所述多个第二痕迹中的所述痕迹的宽度可以是大致2μm。所述微柱体可以是锥形的。所述接合构件可以是镊爪，并且所述表面可以是所述镊爪的远侧表面。所述接合构件可以包括限定了边缘的尖端。所述多个第一痕迹可以基本上平行于所述边缘，并且所述多个第二痕迹可以基本上垂直于所述边缘。所述接合构件可以包括限定了边缘的尖端，并且所述多个第一痕迹和所述多个第二痕迹可以向所述边缘倾斜。

应理解的是，前述概述和以下详细描述在本质上均为示例性和说明性的，且旨在提供对本披露的理解而非限制本披露的范围。就此而言，通过以下详细描述，本披露的附加方面、特征以及优点对于本领域技术人员而言将是明显的。

附图说明

图1示出了与附着到视网膜上的内界膜接合的常规镊子。

图2示出了具有纹理化表面的示例性镊子，所述纹理化表面形成在镊爪的与内界膜接合的远端上。

图3示出了图2中所示的镊子的镊爪的远端。

图4是在图3中所示的镊爪的远端上形成的纹理化表面的详细视图。

图5示出了形成纹理化表面的相邻痕迹之间的间隔距离。

图6是纹理化表面的截面视图，示出了所述纹理化表面的微柱体。

图7和图8示出了具有不同表面图案的示例性纹理化表面。

图9示出了另一个示例性镊爪，所述镊爪上具有在其远端处形成的纹理化表面。

图10是图9中所示的表面纹理的详细视图。

图11示出了金字塔形微柱体的详细视图，所述金字塔形微柱体布置在镊子的远端的纹理化表面上。

具体实施方式

出于促进对本披露原理的理解的目的，现在将参照附图中展示的实现方式，并将使用特定语言来描述这些实现方式。然而应理解，并非旨在限制本披露的范围。本披露所涉及的技术领域内的技术人员在正常情况下将完全能够想到对于所描述的装置、器械、方法的任何改变和进一步修改、以及对于本披露的原理的任何进一步应用。具体而言，完全可以想到，针对一种实现方式描述的特征、部件和/或步骤可以与针对本披露的其他实现方式描述的特征、部件和/或步骤相组合。

本说明是在用于显微外科手术的外科手术镊子的背景下做出的。具体地，本说明书涉及具有纹理化表面、用于膜的无损伤接合和剥离的外科手术镊子，更具体地涉及具有纹理化表面、用于在眼外科手术中使用的外科手术镊子。然而，本披露的范围并不受限于此。而是，在此描述的表面纹理可以应用于在眼科学之内和之外的医学领域中使用的其他类型的外科手术器械。因此，在眼外科手术镊子的背景下做出的本说明仅被提供作为实例而并不旨在是限制性的。

图1展示了处于尝试移除内界膜(ILM)12的过程中的常规镊子10，所述内界膜是眼睛中形成在视网膜14上并将视网膜与玻璃体液分离开的膜。传统上，为了移除ILM，使用者(如外科医生)会将镊子10压在视网膜14上，即，力与视网膜14的表面垂直，然后施加闭合力使镊子闭合以便在镊爪18的尖端16之间捕捉ILM 12的一部分。施加于视网膜14的法向力在视网膜上引起凹陷17，如图1所示。经由镊子10施加于视网膜14上的法向力在镊子10与ILM12之间产生摩擦力。增大法向力使相关联的摩擦力增大。产生了摩擦力以在ILM 12上形成折片。然后通过使用镊子10用折片来移除ILM 12。镊子10施加的法向力太大可能对视网膜14造成意想不到的伤害。并且，如果法向力太大或者镊尖16之间的距离太大，镊爪18闭合就会存在在镊尖16之间捕捉下方视网膜的一部分的风险。挤夹视网膜14也存在对视网膜14造成损伤的风险。牵拉镊子以开始剥离ILM 12将进一步加重这种损伤。同样在视网膜14的一部分被镊子10抓取的情况下，剥离动作可能进一步伤害视网膜14并且可能产生视网膜撕裂。

图2展示了在本披露范围内的示例性镊子20。镊子20包括例如图3和图4中所示的由多个表面特征形成的纹理化表面30。在所展示的实例中，纹理化表面30是在镊爪28的远侧表面32内并且沿着所述远侧表面形成。纹理化表面30通过提供更大的摩擦系数来增大镊子10与ILM 12之间的摩擦。通过更大的摩擦系数，为了接合ILM 12而需要的法向力减小。由于法向力减小，在视网膜14和ILM 12上形成的凹陷减小。镊子20的爪28给予的减小的法向力降低了对视网膜14造成伤害的风险。在施加于ILM 12的法向力较小并且在视网膜14和ILM 12上形成的凹陷相应减小的情况下，在镊爪28的尖端26之间捕捉视网膜14的一部分的风险也降低，进而还降低了在闭合镊爪28并开始剥离ILM 12时对视网膜14造成伤害的风险。

图4是图3中所示的纹理化表面30的放大图像。纹理化表面30包括多个表面特征或微柱体34。在所展示的实例中，通过将镊爪28的远侧表面32施加激光能量而形成微柱体34。纹理化表面30起到了增大镊子20与ILM 12之间的摩擦系数的效果。结果是，减小了为了使用镊子20抓取ILM 12而需要的法向力的大小。因此，使用者(例如外科医生)能够使用镊子20向ILM 12和视网膜14施加更小的法向力来接合ILM 12。因此，降低了对视网膜14造成伤害的风险。

图5是垂直于微柱体34截取的纹理化表面30的视图，并且示出了由镊爪28的尖端26限定的边缘50。图5示出了在远侧表面32上形成的多个激光切口或痕迹36和42。所述多个激光痕迹36和42限定了微柱体34阵列。在一些实现方式中，用于形成激光痕迹42的激光束可以垂直于或者基本上垂直于镊爪28的远侧表面32。在这种背景下，术语“基本上垂直”可以涵盖由于例如因激光源的固定位置和远侧表面32的曲率引起的变化、远侧表面32的变化、激光源的不对准、以及在形成激光痕迹42时用于控制激光束的移动的靶向和定向系统的变化,所引起的入射激光束变化不与远侧表面32垂直。

图6示出了纹理化表面30的截面视图，所述截面视图是沿线AA截取的并且示出了微柱体34的剖面。用虚线展示了其中形成有纹理化表面30的远侧表面32。用于形成痕迹36的激光束可以以角度α入射至远侧表面32。在一些实现方式中，可以使用飞秒或皮秒激光器。进一步地，在一些实现方式中，激光器可以是固态激光器。测量相对于远侧表面32的角度α。在一些实现方式中，角度α可以在10°至90°的范围内，其中90°是垂直于远侧表面32。在一些实现方式中，角度α可以在20°至70°、20°至55°、30°至60°、40°至50°、20°至50°、或者30°至45°的范围内。如图6所示，除了展示微柱体34由于痕迹36的角度α而处于角度α，所展示的微柱体34还包括锥形剖面。因而，微柱体34的截面大小朝向基部41(即在微柱体34附接至镊爪28的位置处)更大，而朝向端部43减小。虽然图6示出了所有微柱体34以相同角度入射，但是本披露的范围并不受限于此。而是，在其他实现方式中，微柱体34中的一个或多个微柱体的角度α可以与一个或多个其他微柱体34不同。

如图6中所示的实例展示的，角度α导致微柱体34朝向尖端26倾斜，然而，本披露的范围并不受限于此。因而，在其他实现方式中，微柱体34可以相对于尖端26朝任何方向倾斜。进一步地，在其他实现方式中，微柱体34中的一个或多个微柱体可以沿与一个或多个其他微柱体34不同的方向被包含。

微柱体34的高度H是从痕迹36的低谷45测得的并且是从由穿过低谷45的表面限定的有效表面47垂直地测得的。在一些实现方式中，高度H可以是3μm至10μm。在其他实现方式中，高度H可以是3.5μm至10μm。在其他实现方式中，高度H可以是3.0μm至7μm、3.5μm至7μm、或者5μm至7μm。在还有其他实现方式中，微柱体34的高度H可以小于3μm或者大于10μm。进一步地，微柱体34的高度H可以跨纹理化表面30发生变化。

在一些实现方式中，微柱体34具有四棱金字塔形状，例如图11中所示。图11示出了在镊爪28的远侧纹理化表面上靠近尖端26而形成的微柱体34。虽然为了清晰目的，图11示出了单一金字塔形微柱体34，但应理解的是，在镊爪28的远侧纹理化表面上形成有多个金字塔形微柱体34。

如所展示的，金字塔形微柱体34包括四个壁，包括前壁200、后壁210、以及两个侧壁220。图11的实例示出了倾斜形成的金字塔形微柱体34。在这个实例中，前壁200朝向镊爪28的尖端26定向，而后侧210背离镊爪28的尖端26定向。这些壁200、210和220从基部230至点240逐渐变小。金字塔形微柱体34可以以斜角(例如图6所展示的)或者以非斜角(例如图9和图10所展示的)形成。在一些情形下，由于因为在激光成形过程中的消融而移除了镊爪28的材料，形成了金字塔形微柱体34的侧面(以及因此微柱体34本身)。在其他情形下，金字塔形微柱体34的壁可以通过研磨、蚀刻、或者其他类型的适用成形方法而形成。

金字塔形微柱体34的壁200、210和220被布置成相对于由基部230限定的平面处于一定角度。在一些情形下，微柱体34在基部230处的长度K可以在7μm至13μm的范围内。微柱体34的宽度M可以在7μm至13μm的范围内。在一些情形下，微柱体34中的一个或多个微柱体的长度K可以大于宽度M。在其他情形下，微柱体34中的一个或多个微柱体的长度K可以小于宽度M。在还有其他情形下，微柱体34中的一个或多个微柱体的长度K可以与宽度M相同。在一些实现方式中，高度H(如图6中定向所示)可以在3μm至7μm的范围。点240具有的厚度可以在1.0μm至0.5μm范围内(如在由与基部230限定的平面平行的平面所限定的点240的截面中测得的)。点240可以具有与金字塔形微柱体34在其基部230处的形状总体相对应的截面形状(沿着与微柱体34的基部230平行的平面截取)。因而，点240的厚度可以是在点240处测得的尺寸K或M。实际情况是，在本披露所设想的比例尺上，点240的尺寸K和M在一些实现方式中可能不是清晰可辨的。因而，点230的厚度可以是点230的最大尺寸。

尽管展示的是金字塔形微柱体，但是本披露的范围并不受限于此。而是，在其他实现方式中，微柱体可以具有圆柱形形状，所述圆柱形形状沿着微柱体的整个长度具有恒定截面。进一步地，在其他实现方式中，微柱体的截面形状(沿着与微柱体的基部平行的平面截取)可以是圆形、多边形、或者矩形、方形、或者任何其他希望的形状。

认为当本披露的微柱体34具体呈金字塔形式时，微柱体34的点240穿透膜(如ILM)以帮助移除所述膜。

再次参照图5，展示了在微柱体34的基部41附近截取的纹理化表面的截面视图。激光痕迹36和42的宽度可以在大致2μm至30μm的范围内。在一些实现方式中，激光切口36和42的宽度可以在2μm至10μm的范围内。在还又其他实现方式中，激光切口36和42中的一个或多个激光切口的宽度可以与一个或多个其他激光切口36和42不同。因而，在其他实现方式中，一个或多个激光切口36的宽度可以大于或小于一个或多个其他激光切口36的宽度。类似地，一个或多个激光切口42的宽度可以大于或小于一个或多个其他激光切口42的宽度。

如图5所示，宽度W1定义了相邻痕迹36之间的距离，并且宽度W2定义了相邻痕迹42之间的距离。在一些实现方式中，宽度W1和W2可以在2μm至15μm的范围内或者在2μm至10μm的范围内。在其他实现方式中，宽度W1和W2可以在2μm至7μm的范围内。在其他实现方式中，宽度W1和W2可以在2μm至5μm的范围内。在一些实现方式中，宽度W1和W2可以彼此不同。也就是说，在一些情形下，微柱体34的宽度W1可以大于或小于宽度W2。此外，微柱体34的截面尺寸可以沿纹理化表面30变化。因而，在一些情形下，微柱体34中的一个或多个微柱体具有的宽度W1可能与宽度W2相同，而一个或多个其他微柱体34具有的宽度W1可能与宽度W2不同。因而，微柱体34的大小可以沿纹理化表面30变化。

在微柱体34的基部41附近，微柱体34可以具有为Z1和Z2的截面尺寸。尺寸Z1和Z2可以基本上对应于宽度W1和宽度W2、但是由于激光痕迹本身的宽度而减小。因而，在一些实现方式中，尺寸Z1和/或Z2的大小可以在3μm至10μm、4μm至9μm、或者5μm至8μm的范围内。这些范围仅被提供作为实例。因而，在其他实现方式中，尺寸Z1和Z2可以小于3μm或者大于10μm。尺寸Z1和Z2的大小可以被选择成任何希望的大小。

图5示出了由激光痕迹36和42形成的正交网格图案。如图5所示，痕迹36平行于或者可以基本上平行于边缘50。例如因为制造上的变化或制造过程中可能产生的小幅不对准引起痕迹36或边缘50的取向变化，所以痕迹36可以被描述成基本上平行于边缘50。例如，在一些情形下，尽管旨在平行定向，但是用于形成激光痕迹36的激光可能与镊子20不对准，使得痕迹36可能与边缘50形成微小角度。同样，尖端26的形成可能导致尖端26与产生的痕迹26略微不平行。因而，虽然旨在获得边缘20与痕迹36之间的平行关系，但是制造上的变化可能导致边缘30的取向与痕迹36之间有略微偏差。

然而，本披露的范围并不受限于此。而是，可以在镊爪28的远侧表面32上形成任何图案。图7和图8示出了微柱体34的可以在镊爪28的远侧表面32上形成的其他示例性图案。图7示出了激光痕迹36和42向由尖端26形成的边缘50倾斜的图案。与图5所示及上述实例类似，激光痕迹36和42形成具有宽度W1和宽度W2的微柱体34。在一些情形下，痕迹36和42可以被选择成使得宽度W1和W2相同。在其他情形下，宽度W1和W2可以是不同的。更进一步地，宽度W1和W2中的一个或多个宽度可以沿纹理化表面30变化以产生大小不同的微柱体34。

图8示出了由激光痕迹36和42形成的另一个实例性图案。在这个实例中，痕迹36是圆形或扇贝形的，而痕迹42是直的。在一些实现方式中，痕迹36之间的间距S可以是相等的。在其他情形下，间距S可以在纹理化表面30上变化。类似地，在一些实现方式中，痕迹42之间的宽度W2可以是相等的。在其他实现方式中，纹理化表面30可以包括不同的宽度W2。虽然图7和图8示出了微柱体34的、可以在纹理化表面30上形成的图案的两个额外实例，但是任何其他希望的图案也被包含在本披露的范围内。

图9和图10展示了另一个示例性镊子90。镊子90可以类似于上述镊子20。然而，在镊爪98的远侧表面96上形成的纹理化表面94的微柱体92不包括倾角。也就是说，角度α是90°。同样与上述示例性镊子20类似，相应相邻激光痕迹100和102之间的距离W1和W2以及微柱体92的大小Z1和Z2和高度H可以具有上述相同的范围。

尽管本披露是在镊子的背景下做出的，但是本披露的范围并不受限于此。而是，在此描述的类型的纹理化表面可以应用于其他类型的器械，例如像剪刀、刮刀、抹刀等，并且可以被使用。进一步地，具有如在此描述的纹理化表面的器械可以用于其他医学或技术领域中。

虽然上述各个实例是在使用激光能量形成表面特征的背景下描述的，然而，本披露的范围并不受限于此。而是，其他工艺可以用于形成微柱体并且处于本披露的范围内。例如，也可以使用化学蚀刻通过以化学方式移除材料来形成微柱体。为了使表面限定微柱体而移除的材料可以呈多个谷或凹槽(统称为“痕迹”)的形式。因而，虽然激光痕迹是在通过激光能量形成的痕迹的背景下描述的，但是一般性术语“痕迹”用于描述在器械的表面上形成的凹槽、切口或谷，例如用于限定器械的表面纹理和表面特征。

在其他实现方式中，这些痕迹可以通过光刻法形成。例如，在一些情形下，如在使用光刻胶材料的情况下，可以在外科手术器械的一部分上掩蔽希望的图案。光刻胶材料可以是正性光刻胶或负性光刻胶。可以将光刻胶材料暴露于辐射(例如紫外线或者其他频率辐射)下以限定有待蚀刻的图案。可以对掩蔽的区域施加化学溶液以移除光刻胶材料的一部分从而限定希望的图案。可以清洗掩蔽的表面，并且可以向外科手术器械的、具有由所述图案限定的暴露表面的这部分(即，不存在光刻胶的区域)施加蚀刻剂以便蚀刻所述表面的外科手术材料并且形成希望的形貌，例如痕迹。

在一些实现方式中，在本披露范围内的外科手术器械可以全部或部分由金属形成，例如像钢(例如不锈钢)、钛、或其他金属。在其他实现方式中，器械可以全部或部分由聚合物形成。例如，器械可以是聚合物尖端的器械，其中器械的、被制成用于接触组织的尖端部分是由聚合物形成的。在其他情形下，器械可以至少部分地由玻璃形成。在此描述的类型的纹理可以例如通过化学蚀刻(例如，使用光刻胶材料)、激光能量、研磨、模制、或其他方法在由聚合物形成的器械表面上形成。

本领域普通技术人员将理解，本披露涵盖的实现方式不限于上述具体示例性实现方式。就此而言，尽管已示出并描述了说明性实现方式，但是上述披露中设想到各种各样的修改、改变、组合、和替换。应理解，在不脱离本披露的范围的情况下，可以对上述内容进行这样的改变。因此，应理解，对所附权利要求书广义地并按照符合本披露的方式地加以解释。

Claims (16)

1.一种外科手术镊子，包括：

镊爪，所述镊爪接合身体的组织，所述镊爪包括表面；

第一痕迹图案，所述第一痕迹图案在所述表面上沿第一方向形成，所述第一痕迹图案的相邻痕迹之间的第一间距在大致5.5μm至15μm的范围内；以及

第二痕迹图案，所述第二痕迹图案在所述表面上沿与所述第一方向不同的第二方向形成，所述第二痕迹图案的相邻痕迹之间的第二间距在大致5.5μm至15μm的范围内，所述第一痕迹图案和所述第二痕迹图案限定了微柱体阵列，所述微柱体阵列中的微柱体具有在3μm至10μm范围内的高度。

2.如权利要求1所述的外科手术镊子，其中，所述微柱体阵列中的所述微柱体中的一个或多个微柱体相对于所述镊爪的所述表面倾斜了在20°至55°范围内的角度。

3.如权利要求2所述的外科手术镊子，其中，所述微柱体阵列中的所述微柱体中的一个或多个微柱体倾斜了在30°至45°范围内的角度。

4.如权利要求1所述的外科手术镊子，其中，所述微柱体阵列中的所述微柱体具有在3.5μm至7μm范围内的高度。

5.如权利要求1所述的外科手术镊子，其中，所述第一痕迹图案的和所述第二痕迹图案的所述痕迹的宽度为大致2μm。

6.如权利要求1所述的外科手术镊子，其中，所述微柱体是锥形的。

7.如权利要求1所述的外科手术镊子，其中，所述表面是所述镊爪的远侧表面。

8.如权利要求1所述的外科手术镊子，其中，所述镊爪包括限定了边缘的尖端，其中，所述第一痕迹图案基本上平行于所述边缘，并且其中，所述第二痕迹图案基本上垂直于所述边缘。

9.一种用于在外科手术镊子上形成纹理化表面的方法，所述方法包括：

沿着所述外科手术镊子的镊爪的表面在第一方向上形成第一痕迹图案，所述第一痕迹图案的相邻痕迹之间的第一间距在大致5.5μm至15μm的范围内；

在所述表面上沿与所述第一方向不同的第二方向形成第二痕迹图案，所述第二痕迹图案的相邻痕迹之间的第二间距在大致5.5μm至15μm的范围内，所述第一痕迹图案和所述第二痕迹图案限定了微柱体阵列，所述微柱体具有在3μm至10μm范围内的高度。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述微柱体阵列中的所述微柱体中的一个或多个微柱体被形成为相对于所述镊爪的所述表面倾斜了在20°至55°范围内的角度。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述微柱体阵列中的所述微柱体中的一个或多个微柱体倾斜了在30°至45°范围内的角度。

12.如权利要求9所述的方法，其中，所述微柱体阵列中的所述微柱体具有在3.5μm至7μm范围内的高度。

13.如权利要求9所述的方法，其中，所述第一痕迹图案的和所述第二痕迹图案的所述痕迹的宽度为大致2μm。

14.如权利要求9所述的方法，其中，所述微柱体是锥形的。

15.如权利要求9所述的方法，其中，所述镊爪是镊爪，并且其中，所述表面是所述镊爪的远侧表面。

16.如权利要求9所述的方法，其中，所述镊爪包括限定了边缘的尖端，其中，所述第一痕迹图案基本上平行于所述边缘，并且其中，所述第二痕迹图案基本上垂直于所述边缘。