CN113289235A - 一种面向紧急救援的创面修复智能手枪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向紧急救援的创面修复智能手枪及其使用方法，包括给药模块、高压静电发生模块和操控控制模块。给药模块中通过电控的步进电机实现给药，并结合了静电纺丝、生物材料挤出、材料喷雾等给药工艺，提升原位制备的材料对创面的有效性；并且最为重要的是通过结构的优化设计，实现了即插即用，使得所述设备能够快速对外伤创面进行处理，可方便快捷的应对紧急救援场景。

Description

一种面向紧急救援的创面修复智能手枪及其使用方法

技术领域

本发明涉及生物制造和智能控制技术领域，更具体的说是涉及一种面向紧急救援的创面修复智能手枪及其使用方法。

背景技术

全世界每年因交通事故、自然灾害、战争导致的创伤患者数量超过千万，死亡人数更是高达数百万。因此在紧急场景下能够快速对外伤创面进行有效处理具有重大意义。

现有的外伤技术主要集中在快速止血层面，手段大都集中在按压方式止血或用止血材料止血后再使用纱布、绷带等进行物理包扎的方式，真正能够从紧急场景下的外伤创面进行快速有效救治目标出发，将止血、抑菌，修复功能集成的解决方案还很匮乏。

水凝胶挤出工艺挤出成形是一种把料筒中的胶体、乳液或其他液体涂抹、灌封、挤出到产品特定的位置上，使产品起到灌封、黏贴、固定、绝缘、表面光滑等作用以实现元器件间的机械或电气连接，或成形出特定形状。因为挤出成形技术具有诸如加工速度快、出胶精密可控等优点，近年来与生物医疗上的结合越来越多。在生物医疗领域，组织工程支架的快速成型是挤出成形技术的重要应用点。采用胶原、壳聚糖，海藻酸钙等水凝胶性质的材料制造出的组织工程用多孔支架在药物控释、吸收生物流体等方面有着极为显著的优势。

静电纺丝技术利用静电力来制备纳米纤维，能够制备连续的纳米纤维，操作简单，适用范围广，生产效率高。在静电纺丝过程中，通过在喷丝针头处施加高压静电，高压针头与金属收集装置之间会产生高压电场，聚合物溶液在高压静电力的作用下被逐渐拉伸成圆锥状，即泰勒锥，当电场力增大到一定程度时，聚合物溶液就会在电斥力的作用下克服自身的表面张力和粘弹力，从喷丝针头处喷射出来并形成细流。射流在电场的作用下向收集装置方向运动时，都会出现加速现象，从而导致射流的拉伸。在初始阶段，由于溶液表面张力和自身的粘弹力远远大于电场力的作用，所以，射流在你不断延长的同时能保持直线运动。经过一段距离的直线运动后，射流将产生力学松弛现象。发生力学松弛时的射流长度与外加电场的大小成正比。一旦发生力学松弛，带电量不同的射流部分，其表面的电荷相互作用将导致射流的不稳定，使射流发生分裂或非直线的螺旋运动。随着溶剂挥发，射流运动形成的纳米纤维便沉积在金属收集器上。静电纺丝技术产生的纳米纤维薄膜在隔离细菌、保持创面拥有足够的水分、保持创面的听透气性等方面有着极为重要的作用。

现存的水凝胶挤出工艺多通过在三轴机的运动配合气压或者液压的方式对供料提供动力，实现对所需要的的特定的材料的挤出。静电纺丝工艺与水凝胶挤出工艺类似，使用相同的运动与供给的方式，同时在喷头出接通高压静电实现相应的工艺。这些设备多具有极其庞大的体积很难将现有的工艺手段应用到急救场景当中。因此，如何提供一种便携式的急救创面修复设备是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对已有技术存在的缺陷，提出的一种集成了材料、药物，器械在创面修复方面所具有的独特优势的全新发明，基于组织器官缺损修复的医学原理和技术，综合运用生物材料，生物制造，增材制造、机械与控制等领域的技术成果，通过将电喷、静电纺丝、水凝胶挤出等工艺融合到小型器械当中，来实现对上述外伤创面的有利的方法用于急性场景的外伤救治当中。本发明通过使用器械在创面原位制备具有药物控释能力多结构多组分的修复材料，实现从生化、结构、微观动力等多个层面有效发挥生物材料和药物的作用，达到对急性深度创面的精准快速高效救治的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种面向紧急救援的创面修复智能手枪，包括给药模块、高压静电发生模块和操控控制模块；

所述给药模块包括壳体一，所述壳体一内设置有安装槽一和安装槽二，所述安装槽一的控制端连接有丝杆滑块一，所述丝杆滑块一套设于丝杆一上，所述丝杆一连接步进电机一；所述安装槽二的控制端连接有丝杆滑块二，所述丝杆滑块二套设于丝杆二上，所述丝杆二连接步进电机二；所述安装槽一的挤出端连接有喷雾头，所述安装槽二的挤出端连接有挤出喷头；

所述高压静电发生模块包括壳体二，所述壳体二内设置有高压静电发生器；

所述操控控制模块包括电源、控制器和与所述控制器电连接的操作端，所述控制器与所述电源电连接；

所述步进电机一、步进电机二、喷雾头、所述挤出喷头均分别与所述控制器和电源电连接，所述挤出喷头与所述高压静电发生器电连接；

所述壳体一与所述壳体二一体设置。

优选的，所述给药模块还包括止血带搭载系统，所述止血带搭载系统包括壳体三，所述壳体三内设置有缠绕轴，所述壳体三表面设置有止血带出口。

优选的，所述止血带出口处设置有割刀。

优选的，所述操控控制模块还包括保护壳，所述控制器固定于所述保护壳内，所述保护壳表面设置有控制面板，所述控制面板与所述控制器电连接。

优选的，所述操作端布置于所述壳体二表面。

本发明还提供了上述的面向紧急救援的创面修复智能手枪的使用方法，包括以下步骤：

(1)向安装槽一内装入止血材料注射筒，调整喷雾头与创面的距离，通过操作端控制步进电机一和喷雾头的运行，在步进电机一的挤压作用下，止血材料注射筒中的止血材料在喷雾头中形成喷雾覆盖于创面上，实现迅速止血功能；

(2)完成喷雾止血后，向安装槽二内装入凝胶材料注射筒，通过操作端控制步进电机二和挤出喷头的运行，在步进电机二的挤压作用下，凝胶材料注射筒中的凝胶材料通过挤出喷头挤出至创面处，形成凝胶材料层；

(3)形成凝胶材料层后，将步进电机二复位，之后取出凝胶材料注射筒，安装纺丝材料注射筒，通过操作端控制高压静电发生器开启，给与挤出喷头处高压静电，在高压静电作用下纺丝材料形成纳米喷丝，创面处作为接收端，使纳米喷丝落在凝胶材料层上形成纳米纤维薄膜，提供透气、湿润、隔菌的创面微环境，即完成创面修复。

优选的，还包括：止血带止血步骤；具体在喷雾前面对出血量大的创面时，先采用止血带进行血流抑制，之后进行创面修复步骤。

优选的，所述止血材料为无菌水与凝血酶的混合物，所述凝血酶在无菌水中的浓度为1.5ui/ml。

优选的，所述凝胶材料为4wt％的海藻酸钠溶液中添加5wt％的磺胺米隆混合而成。

优选的，所述纺丝材料为0.1g/mL的聚己内酯的二氯甲烷溶液与二甲基甲酰胺以质量比6:4的比例混合而成。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种面向紧急救援的创面修复智能手枪及其使用方法，具有如下有益效果：

1)原位制备生物材料与贴覆材料相比有更加卓越的生物相容性，从创面恢复的角度而言有着更加显著的优势；

2)原位制备材料使得将材料直接与外伤创面接触，这样制备生物材料与外伤创面之间有更加良好的接触，并且能够更好的作用于创面的治疗；

3)本发明采用三种工艺制备外伤创面修复材料，可以从分利用不同层材料的特性和自身特点对外伤创面进行全方位立体的修复；

4)本发明使得急救过程中的外伤处理同时具备快速、高效的特性。通过前两步工艺的实现快速的处理创面，通过三个步骤的工艺的结合实现对外伤创面的有效救治。

5)本装置携带止血带卷，能够实现对多种环境下的创面的处理。

6)本装置通过工艺分离的设计实现设备的小型化，可以方便的携带到救援场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种面向紧急救援的创面修复智能手枪的外部结构图；

图2为本发明一种面向紧急救援的创面修复智能手枪的内部结构图；

图3为本发明一种面向紧急救援的创面修复智能手枪的内部结构图；

图4为本发明一种面向紧急救援的创面修复智能手枪的局部结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1-3所述，一种面向紧急救援的创面修复智能手枪，包括给药模块1、高压静电发生模块2和操控控制模块3；

所述给药模块1包括壳体一11，所述壳体一11内设置有安装槽一12和安装槽二13，所述安装槽一12的控制端连接有丝杆滑块一14，所述丝杆滑块一14套设于丝杆一15上，所述丝杆一15连接步进电机一16；所述安装槽二13的控制端连接有丝杆滑块二17，所述丝杆滑块二17套设于丝杆二18上，所述丝杆二18连接步进电机二19；所述安装槽一12的挤出端连接有喷雾头121，所述安装槽二13的挤出端连接有挤出喷头131；

所述高压静电发生模块2包括壳体二21，所述壳体二21内设置有高压静电发生器22；

所述操控控制模块3包括电源31、控制器32和与所述控制器32电连接的操作端33，所述控制器32与所述电源31电连接；

所述步进电机一16、步进电机二19、喷雾头121、所述挤出喷头131均分别与所述控制器32和电源32电连接，所述挤出喷头131与所述高压静电发生器22电连接；

所述壳体一11与所述壳体二21一体设置，两个壳体连接呈枪形结构。

在一些具体的改进技术方案中，所述给药模块1还包括止血带搭载系统4，所述止血带搭载系统4包括壳体三41，所述壳体三41内设置有缠绕轴42，所述壳体三41表面设置有止血带出口43，所述止血带出口43处设置有割刀44。

在一些具体的改进技术方案中，所述操控控制模块3还包括保护壳34，所述控制器32固定于所述保护壳34内，所述保护壳34表面设置有控制面板341，所述控制面板341与所述控制器34电连接，所述操作端33布置于所述壳体二21表面，便于手动操作。

在具体使用时，具体包括以下步骤：

(1)向安装槽一12内装入止血材料注射筒，调整喷雾头121与创面的距离，通过操作端33控制步进电机一16和喷雾头121的运行，在步进电机一16的挤压作用下，止血材料注射筒中的止血材料在喷雾头121中形成喷雾覆盖于创面上，实现迅速止血功能；

(2)完成喷雾止血后，向安装槽二13内装入凝胶材料注射筒，通过操作端33控制步进电机二19和挤出喷头131的运行，在步进电机二19的挤压作用下，凝胶材料注射筒中的凝胶材料通过挤出喷头131挤出至创面处，形成凝胶材料层，第二层制备的凝胶材料由于凝胶本身的性质可以吸收外伤创面的生物流体，同时能够实现水凝胶中搭载的药物的释放。实现对外伤创面的消炎、修复等处理；

(3)形成凝胶材料层后，将步进电机二19复位，之后取出凝胶材料注射筒，安装纺丝材料注射筒，通过操作端33控制高压静电发生器22开启，给与挤出喷头131处高压静电，在高压静电作用下纺丝材料形成纳米喷丝，创面处作为接收端，使纳米喷丝落在凝胶材料层上形成纳米纤维薄膜，提供透气、湿润、隔菌的创面微环境，即完成创面修复。

在需要对出血量大或创面较大的创面进行修复时，还包括：止血带止血步骤；具体在喷雾前面对出血量大的创面时，先采用止血带进行血流抑制，之后进行创面修复步骤。

其中，所述止血材料为无菌水与凝血酶的混合物，所述凝血酶在无菌水中的浓度为1.5ui/ml；所述凝胶材料为4wt％的海藻酸钠溶液中添加5wt％的磺胺米隆混合而成；所述纺丝材料为0.1g/mL的聚己内酯的二氯甲烷溶液与二甲基甲酰胺以质量比6:4的比例混合而成。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种面向紧急救援的创面修复智能手枪，其特征在于，包括给药模块、高压静电发生模块和操控控制模块；

所述给药模块包括壳体一，所述壳体一内设置有安装槽一和安装槽二，所述安装槽一的控制端连接有丝杆滑块一，所述丝杆滑块一套设于丝杆一上，所述丝杆一连接步进电机一；所述安装槽二的控制端连接有丝杆滑块二，所述丝杆滑块二套设于丝杆二上，所述丝杆二连接步进电机二；所述安装槽一的挤出端连接有喷雾头，所述安装槽二的挤出端连接有挤出喷头；

所述高压静电发生模块包括壳体二，所述壳体二内设置有高压静电发生器；

所述操控控制模块包括电源、控制器和与所述控制器电连接的操作端，所述控制器与所述电源电连接；

所述步进电机一、步进电机二、喷雾头、所述挤出喷头均分别与所述控制器和电源电连接，所述挤出喷头与所述高压静电发生器电连接；

所述壳体一与所述壳体二一体设置。

2.根据权利要求1所述的一种面向紧急救援的创面修复智能手枪，其特征在于，所述给药模块还包括止血带搭载系统，所述止血带搭载系统包括壳体三，所述壳体三内设置有缠绕轴，所述壳体三表面设置有止血带出口。

3.根据权利要求2所述的一种面向紧急救援的创面修复智能手枪，其特征在于，所述止血带出口处设置有割刀。

4.根据权利要求1所述的一种面向紧急救援的创面修复智能手枪，其特征在于，所述操控控制模块还包括保护壳，所述控制器固定于所述保护壳内，所述保护壳表面设置有控制面板，所述控制面板与所述控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的一种面向紧急救援的创面修复智能手枪，其特征在于，所述操作端布置于所述壳体二表面。

6.一种面向紧急救援的创面修复智能手枪的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)向安装槽一内装入止血材料注射筒，调整喷雾头与创面的距离，通过操作端控制步进电机一和喷雾头的运行，在步进电机一的挤压作用下，止血材料注射筒中的止血材料在喷雾头中形成喷雾覆盖于创面上，实现迅速止血功能；

(2)完成喷雾止血后，向安装槽二内装入凝胶材料注射筒，通过操作端控制步进电机二和挤出喷头的运行，在步进电机二的挤压作用下，凝胶材料注射筒中的凝胶材料通过挤出喷头挤出至创面处，形成凝胶材料层；

(3)形成凝胶材料层后，将步进电机二复位，之后取出凝胶材料注射筒，安装纺丝材料注射筒，通过操作端控制高压静电发生器开启，给与挤出喷头处高压静电，在高压静电作用下纺丝材料形成纳米喷丝，创面处作为接收端，使纳米喷丝落在凝胶材料层上形成纳米纤维薄膜，提供透气、湿润、隔菌的创面微环境，即完成创面修复。

7.根据权利要求6所述的一种面向紧急救援的创面修复智能手枪的使用方法，其特征在于，还包括：止血带止血步骤；具体在喷雾前面对出血量大的创面时，先采用止血带进行血流抑制，之后进行创面修复步骤。

8.根据权利要求6所述的一种面向紧急救援的创面修复智能手枪的使用方法，其特征在于，所述止血材料为无菌水与凝血酶的混合物，所述凝血酶在无菌水中的浓度为1.5ui/ml。

9.根据权利要求6所述的一种面向紧急救援的创面修复智能手枪的使用方法，其特征在于，所述凝胶材料为4wt％的海藻酸钠溶液中添加5wt％的磺胺米隆混合而成。

10.根据权利要求6所述的一种面向紧急救援的创面修复智能手枪的使用方法，其特征在于，所述纺丝材料为0.1g/mL的聚己内酯的二氯甲烷溶液与二甲基甲酰胺以质量比6:4的比例混合而成。

Images