CN113081416A - 泌尿系支架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种泌尿系支架。该泌尿系支架包括：支架本体和清洁机器人；所述清洁机器人与所述支架本体滑动连接，并且可以沿所述支架本体的表面进行往复移动，对所述支架本体的表面进行物理清洁。在该泌尿系支架中，利用清洁机器人沿支架本体往复移动过程中形成的表面物理清洁操作，可以有效铲除形成于支架本体表面的结石，避免结石对支架本体的堵塞，保证泌尿系支架可以在术后病人体内进行长时间的有效稳定工作。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种泌尿系支架。
背景技术
随着医疗器械技术的发展，通过植入泌尿系支架已经成为目前临床中针对肾结石、输尿管结石、输尿管狭窄、尿道狭窄、前列腺狭窄等疾病的一种重要治疗手段，而且根据不同疾病的治疗，泌尿系支架又可以具体分为前列腺支架、输尿管支架、尿道支架等。
但是，根据临床数据显示，无论是进行何种泌尿性支架的植入治疗之后，由于术后支架表面形成结石而导致的植入失败情况约占临床术后并发症的50％。针对该问题，在当前的临床治疗中，主要是通过服用抗结石药物、患者大量排尿、定期检查以及短期植入、反复更换等手段进行术后并发症的控制。
然而，上述方法既不能完全避免细菌在支架表面的定植，即无法完全避免由于细菌在支架表面粘附而形成细菌生物膜引发的晶体沉积情况，也不能防止尿液中所析出晶体自身在支架表面的形核长大，而在此情况下采用的短期植入和反复更换的方式，又会大大增加病人的术后不便。
发明内容
基于此，有必要针对由于泌尿系支架术后表面快速形成结石沉积而导致植入失败的问题，提供一种全新结构形式的泌尿系支架。
一种泌尿系支架包括：支架本体和清洁机器人；所述清洁机器人与所述支架本体滑动连接，能够沿所述支架本体的表面进行往复移动，对所述支架本体的表面进行物理清洁。
在其中一个实施例中，所述清洁机器人具有清洁环和清洁电机；所述清洁环与所述支架本体的表面贴合滑动连接，所述清洁电机同时与所述支架本体和所述清洁环连接，以驱动所述清洁环沿所述支架本体的表面进行往复移动。
在其中一个实施例中，所述支架本体上设有延其轴线方向的齿条轨道，所述清洁电机的本体与所述清洁环固定连接，所述清洁电机的输出轴设有齿轮，并且所述齿轮与所述齿条轨道啮合连接。
在其中一个实施例中，所述支架本体上设有延其轴线方向的导轨，所述清洁环上设有导向槽；所述导向槽与所述导轨形成滑动连接，并且能够沿所述导轨进行往复移动。
在其中一个实施例中，所述齿轮和所述齿条轨道的表面均设有生物涂层，以吸引巨噬细胞至所述齿轮的表面和所述齿条轨道的表面。
在其中一个实施例中，所述清洁环的表面设有生物涂层，以吸引巨噬细胞至所述清洁环的表面。
在其中一个实施例中，所述支架本体的表面设有生物涂层，以吸引巨噬细胞至所述支架本体的表面。
在其中一个实施例中，所述生物涂层采用金属离子层，由镁、锌、锡、银、铜中至少一种元素对应的离子组成，或至少一种元素对应的无机盐组成，亦或至少一种元素对应的纳米微球组成。
在其中一个实施例中，所述生物涂层采用活性因子层，由人巨噬细胞活化因子、抗CD47抗体、激活素A中的至少一种活性因子组成。
在其中一个实施例中，所述清洁机器人具有一个清洁电机和两个清洁环；其中，两个所述清洁环分别与所述支架本体的内表面和外表面贴合滑动连接，并且所述清洁电机同时驱动两个所述清洁环进行相对于所述支架本体的往复移动。
上述泌尿系支架，通过在支架本体的表面设置清洁机器人，利用清洁机器人沿支架本体表面往复移动过程中，对支架本体表面形成物理清洁操作，实现对粘附在支架本体表面的细菌生物膜和晶体以及沉积形成的结石进行快速物理铲除操作，从而有效解决由于泌尿系支架表面快速沉积形成结石而导致支架植入失败的问题，保证泌尿系支架可以在术后病人体内进行长时间的有效稳定工作。
附图说明
图1为本实施例中泌尿系支架的外形结构示意图；
图2为图1中清洁环与支架本体连接位置的径向截面示意图；
图3为本发明另一实施例泌尿系支架中清洁环与支架本体连接位置的径向截面示意图；
图4为本发明再一实施例中泌尿系支架的轴向截面示意图。
元件符号说明：
本实施例中，1-支架本体；2-清洁机器人；11-齿条轨道；12-导轨；21-清洁环；22-清洁电机；23-齿轮；211-导向槽；
另一实施例中，1a-支架本体；2a-清洁机器人；11a-齿条轨道；12a-导轨；21a-清洁环；22a-清洁电机；23a-齿轮；211a-导向槽；
再一实施例中，1b-支架本体；13b-导向轮；21b-清洁环；21c-清洁环；22b清洁电机；23b-传动带。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
在当前主要通过植入泌尿系支架对肾结石、输尿管结石、输尿管狭窄、尿道狭窄、前列腺狭窄等疾病进行临床治疗的过程中，完成泌尿性支架的植入治疗后，由于术后泌尿性支架表面形成结石而导致的植入失败的情况约占临床术后并发症的一半左右。对于该问题的解决，目前的临床治疗中，主要是通过服用抗结石药物、患者大量排尿、定期检查以及短期植入、反复更换等方法手段，这样虽然也可以达到对术后并发症的控制，但是并不能完全避免细菌在泌尿系支架表面的定植，由此还是需要进行短期植入和反复更换，会大大增加病人的术后不便性。
针对上述问题，本发明提出了一种全新结构形式的泌尿系支架，以解决当前方法无法彻底解决泌尿系支架表面细菌定植的问题，从而减少对泌尿系支架的更换频率，解决短期植入和反复更换给病人带来的术后不便性。
参阅图1，图1示出了本发明一实施例中泌尿系支架的外形结构示意图。在本实施例的泌尿系支架中，包括支架本体1和清洁机器人2。其中，清洁机器人2与支架本体1滑动连接，并且可以沿支架本体1的外表面进行轴向往复移动，以对支架本体1的外表面进行物理清洁，达到及时铲除在支架本体1的外表面粘附形成的细菌生物膜和沉积的晶体，以避免支架本体表面形成结石。
参阅图1和图2，图2示出了图1中清洁环与支架本体连接位置的径向截面示意图，在本实施例中，清洁机器人2具有清洁环21和清洁电机22。其中，清洁环21采用钛合金材质制备而成，套设在支架本体1的外表面并且与支架本体1的外表面形成贴合滑动连接，同时在支架本体1的外表面设有延其轴线方向的齿条轨道11。
此时，通过将清洁电机22的本体与清洁环21进行固定连接，并且在清洁电机22的输出轴安装一个齿轮23，通过齿轮23与齿条轨道11进行啮合传动连接。这样就可以通过清洁电机22驱动齿轮23进行往复转动，再通过齿轮23与齿条轨道11的啮合连接，带动清洁环21相对于支架本体1进行沿齿条轨道11的往复移动，以形成对支架本体1的外表面物理清洁操作。
在本实施例中，通过预先在支架本体的外表面设置齿条轨道并且采用齿轮传动的方式与清洁电机进行连接，就可以借助简单、可靠的齿轮传动实现对清洁环沿支架本体外表面往复移动的驱动控制，从而保障清洁机器人持续运行的稳定性和可靠性，延长整个泌尿系支架的使用寿命，减少对整个泌尿支架的更换操作，降低病人术后频繁更换支架的不便。
同样，在其他实施例中，根据不同的使用工况，也完全可以采用其他方式实现清洁环沿支架本体的往复移动，例如采用驱动轮结构实现清洁环沿支架本体的往复移动，即通过在清洁环上设置多个沿其圆周方向分布的滚轮，使滚轮与支架本体的外表面保持接触，从而利用驱动电机带动滚轮的转动，实现清洁环沿支架本体的往复移动。
进一步，在本实施例齿轮的表面和齿条轨道的表面还分别设有一层生物涂层，以吸引周围的巨噬细胞至齿轮的表面和齿条轨道的表面，从而借助巨噬细胞对齿轮表面和齿条轨道表面粘附的细菌及晶体进行吞噬清除，抑制齿轮表面和齿条轨道表面形成结石。
这样，利用生物涂层吸引巨噬细胞至齿轮表面和齿条轨道表面，并借助巨噬细胞对细菌和晶体进行生物吞噬清除，以抑制齿轮和齿条轨道表面的结石形成，从而保证齿轮与齿条轨道之间啮合传动的流畅稳定性，使清洁环可以沿支架本体进行顺滑流畅的往复移动，最终保证清洁环对支架本体表面的物理清洁效果。
其中，生物涂层既可以采用活性因子层，例如由人巨噬细胞活化因子、抗CD47抗体、激活素A中的至少一种活性因子组成，也可以采用金属离子层，例如由镁、锌、锡、银、铜中至少一种元素对应的离子组成，或至少一种元素对应的无机盐组成，亦或至少一种元素对应的纳米微球组成，以达到将巨噬细胞有效的吸引至齿轮和齿条轨道的表面并激活巨噬细胞对粘附的细菌及晶体进行生物吞噬清除。
同样，根据不同情况，例如病人体质差异，也完全可以选用其他成分的生物涂层进行巨噬细胞的吸引和激活，以达到对粘附在齿轮和齿条轨道表面细菌和晶体的生物吞噬清洁。
同理，在本实施例中，清洁环的表面也设置了一层生物涂层，以吸引巨噬细胞至清洁环的表面，对清洁环表面所粘附的细菌和晶体进行生物吞噬清除，以保持清洁环自身表面的清洁状态，进而保证清洁环对支架本体表面所进行物理清洁的效果。
进一步，在本实施例中支架本体的表面同样也设有了一层生物涂层，以吸引巨噬细胞至支架本体的表面，达到对支架本体表面所粘附细菌和晶体的生物吞噬清除。此时，借助生物涂层将巨噬细胞吸引至支架本体表面，就可以进一步有效缓解和抑制支架本体表面的结石形成速度，这样就可以适当减少机器人沿支架本体往复移动进行物理铲除操作的频率，降低对清洁环和支架本体的磨损，以及降低机器人沿支架本体进行物理移动过程中可能给病人造成的不适，以达到对支架本体表面进行生物吞噬清洁和物理铲除清洁的综合清洁效果，提升泌尿系支架的使用寿命，以及改善病人的术后舒适度效果。
针对本实施例中生物涂层的设置可以采用多种方式灵活实现。
当选用活性因子层时，例如抗CD47抗体的活性因子层时，就可以采用浸泡的方式进行活性因子层的制备。首先完成对支架本体、清洁环和齿轮的制造和选取，接着根据支架本体、清洁环和齿轮的尺寸称取适量的多巴胺甲基丙烯酰胺，溶于预先配制好的pH＝8.0的PBS溶液中，获得浓度大约为2mg/ml的多巴胺甲基丙烯酰胺溶液，然后将支架本体、清洁环和齿轮置于多巴胺甲基丙烯酰胺溶液中进行37℃下的24h反应，获得表面接有多巴胺甲基丙烯酰胺的支架本体、清洁环和齿轮，最后称取适量的透明质酸和抗CD47抗体，并溶于浓度为0.1mol/l的赖氨酸溶液中，将接有多巴胺甲基丙烯酰胺的支架本体、清洁环和齿轮置于赖氨酸溶液中进行避光2h反应，最终获得负载抗CD47活性因子的支架本体、清洁环和齿轮。
当生物涂层选用金属离子层时，例如针对钛合金材质的支架本体、清洁环和齿轮，就可以选用铜元素进行金属离子层的制备，并且通过离子注入技术将铜以1017离子每平方厘米剂量注入钛合金材质的支架本体、清洁环和齿轮中。其中，进行离子注入的参数为：真空度2×103Pa，加速电压40kV，负压1kV，触发电压6kV，弧压80V，注入能量80keV，束流密度2mA，从而获得表面富铜的支架本体、清洁环和齿轮，以达到利用铜离子对巨噬细胞的吸引作用以及辅助杀菌效果。
同样，在其他实施例中，根据支架本体、清洁环和齿轮的选材以及不同使用情况的要求，也可以采用方式进行生物涂层的制备，例如预先将金属离子或活性因子吸附至材料基体中，之后再根据需要进行不同尺寸和结构形式的支架本体、清洁环和齿轮的制造,或者是采用气相沉积或液相沉积的方式进行金属离子层的制备，而针对选用活性因子的生物涂层制备，则可以采用接枝的方式使支架本体、清洁环和齿轮表面载有活性因子。
另外，为了保证清洁环对支架本体表面已经形成结石的物理清洁效果，清洁环优选高硬度材质，例如本实施例中选用的钛合金，或者是铜合金、银合金、钯合金和不锈钢，甚至是高硬度的树脂等有机材料，选用高硬度的树脂还可以达到降低整个泌尿系支架重量的效果，提高病人的术后舒适度。与此同时，将清洁环中与支架本体表面形成贴合接触的位置进行尖角设置，以提高清洁环对支架本体表面所粘附细菌生物膜和晶体的铲除效率，提高整个清洁机器人的物理清洁效果。
结合图2所示，在本实施例的支架本体1上还设有一个沿其长度方向的导轨12，同时在清洁环21上设有一个与其相对应的导向槽211。其中，导向槽211与导轨12形成滑动连接，并且导向槽211可以沿导轨12进行相对往复移动。
此时，利用导向槽与导轨就可以对清洁环沿支架本体长度方向的往复移动进行导向，以避免清洁环沿支架本体进行滑动的过程中，由于支架本体表面存在局部结石而可能发生的清洁环偏转卡顿，从而保证清洁环往复移动的流畅性，保证对支架本体表面的物理清洁效果。
另外，虽然在本实施例的支架本体和清洁环之间只设置了一组由导轨和导向槽构成的导向组件，但是根据支架本体和清洁环的尺寸以及清洁环沿支架本体往复移动的导向精度要求，完全可以增加导向组件的数量，例如沿支架本体的圆周方向均布设置两组或两组以上的导向组件，以提高对清洁环移动导向的效果和精度，满足不同环境的使用要求。
参阅图3所示，图3示出了本发明另一实施例中泌尿系支架的径向截面结构示意图。在该实施例的泌尿系支架中，支架本体1a上的齿条轨道11a和导轨12a均设置在其内表面，清洁机器人2a位于支架本体1a的内部。其中，清洁环21a与支架本体1a的内表面保持贴合滑动连接，清洁电机22a固定在清洁环21a的内表面，并且借助齿轮23a与齿条轨道11a形成啮合传动连接，而导向槽211a则与导轨12a保持滑动连接。
此时，就可以利用清洁电机驱动清洁环沿支架本体的内表面进行往复滑动，从而达到对粘附在支架本体内表面的细菌和晶体进行物理铲除操作，以实现对支架本体中内表面的结石形成起到抑制效果。
同时，针对清洁机器人位于支架本体内腔的设置，将清扫环的厚度控制在不大于支架本体内腔直径尺寸的20％，清洁环的宽度尺寸不大于2mm。这样，不仅可以保证支架本体内腔的有效过流面积，保证支架本体内腔中液体的有效流通，而且还可以使清洁环能够灵活通过支架本体的弯曲部分，保证清洁环对支架本体内表面的物理清洁效果。
参阅图4所示，图4示出了本发明再一实施例中泌尿系支架的轴向截面结构示意图。在该实施例的泌尿系支架中，清洁机器人中具有两个清洁环21b、21c和一个清洁电机22b。其中，两个清洁环21b分为位于支架本体1b的内外两侧，并且分别于外表面和内表面形成贴合滑动连接，清洁电机22b则与支架本体1b内部的清洁环21b进行固定连接，以驱动清洁环21b沿支架本体1b的内表面进行往复移动，同时在两个清洁环21b、21c之间设有传动带23b，并且传动带23b通过位于支架本体1b两个端部的导向轮13b形成转向，从而将两个清洁环21b、21c进行同步移动连接。
这样，利用清洁电机驱动支架本体内部清洁环移动的过程中，就可以借助传动带带动支架本体外部的清洁环进行同步移动，从而达到由一个清洁电机驱动两个清洁环分别对支架本体内外两个表面进行物理清洁操作的效果，以提高对支架本体表面的物理清洁效率，优化整个清洁机器人的结构设计。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种泌尿系支架，其特征在于，该泌尿系支架包括：支架本体和清洁机器人；所述清洁机器人与所述支架本体滑动连接，能够沿所述支架本体的表面进行往复移动，对所述支架本体的表面进行物理清洁。
2.根据权利要求1所述的泌尿系支架，其特征在于，所述清洁机器人具有清洁环和清洁电机；所述清洁环与所述支架本体的表面贴合滑动连接，所述清洁电机同时与所述支架本体和所述清洁环连接，以驱动所述清洁环沿所述支架本体的表面进行往复移动。
3.根据权利要求2所述的泌尿系支架，其特征在于，所述支架本体上设有延其轴线方向的齿条轨道，所述清洁电机的本体与所述清洁环固定连接，所述清洁电机的输出轴设有齿轮，并且所述齿轮与所述齿条轨道啮合传动连接。
4.根据权利要求3所述的泌尿系支架，其特征在于，所述支架本体上设有延其轴线方向的导轨，所述清洁环上设有导向槽；所述导向槽与所述导轨形成滑动连接，并且能够沿所述导轨进行往复移动。
5.根据权利要求3所述的泌尿系支架，其特征在于，所述齿轮和所述齿条轨道的表面均设有生物涂层，以吸引巨噬细胞至所述齿轮的表面和所述齿条轨道的表面。
6.根据权利要求2所述的泌尿系支架，其特征在于，所述清洁环的表面设有生物涂层，以吸引巨噬细胞至所述清洁环的表面。
7.根据权利要求1所述的泌尿系支架，其特征在于，所述支架本体的表面设有生物涂层，以吸引巨噬细胞至所述支架本体的表面。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的泌尿系支架，其特征在于，所述生物涂层采用金属离子层，由镁、锌、锡、银、铜中至少一种元素对应的离子组成，或至少一种元素对应的无机盐组成，亦或至少一种元素对应的纳米微球组成。
9.根据权利要求5-7中任意一项所述的泌尿系支架，其特征在于，所述生物涂层采用活性因子层，由人巨噬细胞活化因子、抗CD47抗体、激活素A中的至少一种活性因子组成。
10.根据权利要求1所述的泌尿系支架，其特征在于，所述清洁机器人具有一个清洁电机和两个清洁环；其中，两个所述清洁环分别与所述支架本体的内表面和外表面贴合滑动连接，所述清洁电机同时驱动两个所述清洁环进行相对于所述支架本体的往复移动。
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