CN113384343A - 一种用于人体管腔组织的焊接电极及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于人体管腔组织的焊接电极及其使用方法，焊接电极包括正电极、负电极和射频能量输出装置，正电极包括多个周向排设的弧形子电极，正电极和负电极均与射频能量输出装置电连接，多个子电极绕包在负电极外侧构成环形结构。焊接时，通过子电极对套嵌在负电极外侧的组织施加射频能量和机械压力。本发明采用的焊接方法，可实现包括肠道、血管、食道、胆道、尿道、输卵管等不同管腔组织的焊接。通过负电极的结构设计组织吻合口的结构，实现精准的组织连接；负电极既作为电极进行组织焊接，又作为支架支撑在吻合口内侧，屏蔽组织蠕动产生的牵拉力，防止吻合口撕裂；负电极可以在体内降解吸收或排出体外，实现连续、无异物残留的组织吻合。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于人体管腔组织的焊接电极及其使用方法。
背景技术
组织吻合是外科手术中常见的操作流程。目前，临床上常用的组织吻合方法有手工针线缝合和机械吻合器吻合。手工针线缝合对医务人员技术要求高、操作时间长；机械吻合器吻合简化了操作流程，缩短了手术时间。然而，机械吻合器的非连续性组织对合以及吻合钉残留，容易导致吻合口瘘以及排异和炎症反应的发生，影响手术的质量和患者术后的恢复情况。
近年来，随着医疗技术的发展，相继出现了超声吻合术、激光吻合术和射频焊接术等新型组织吻合技术。其中，基于射频能量的组织焊接技术具有操作时间短、无异物残留和焊接温度可控等优势，可显著降低组织排异与炎症反应，有效提高组织重建的质量，具有良好的临床应用前景。
射频能量组织焊接是在射频电流和压合压强的协同作用下实现组织的连接。射频电流是一种高频率的交变电流(300kHz-300GHz)，当射频电流经过生物组织时，细胞膜被击穿，膜内蛋白质溢出，而生物阻抗的存在使得组织产生热效应。射频能量组织焊接技术就是将组织细及胞内的蛋白质作为吻合的原材料，在热量的作用下使组织水分汽化、蛋白质三螺旋结构发生亚变性解链，变成随机卷曲的多肽链，并在外部夹持压力和温度控制下组织两端的蛋白质产生新的协同凝集反应，从而实现吻合口两端的连接。但是，研究人员同时发现，射频能量组织焊接面临的主要挑战是吻合口强度不足以及组织热损伤的不易控制，而如肠道、血管等组织的恢复蠕动会牵扯吻合口，导致吻合口张力过大，有可能会撕裂吻合组织，导致吻合口出血、吻合口瘘等不良事件的发生。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种用于人体管腔组织的焊接电极及其使用方法，提高焊接的组织吻合口的强度，避免组合吻合口出现热损伤或撕裂的情况，避免吻合口出血、吻合口瘘等不良事件的发生。
为了实现上述目的，本发明提出一种用于人体管腔组织的焊接电极，包括正电极、负电极和射频能量输出装置，所述正电极包括多个周向排设的弧形子电极，所述正电极和负电极均与所述射频能量输出装置电连接，多个所述子电极绕包在所述负电极外侧构成环形结构，所述负电极为镂空管网结构，所述负电极沿长度方向分为左支撑区、焊接区和右支撑区。
进一步地，在所述的用于人体管腔组织的焊接电极中，所述焊接区的管壁宽度大于所述左支撑区和右支撑区的管壁宽度，所述焊接区的镂空形状密度大于所述左支撑区和右支撑区的镂空形状密度。
进一步地，在所述的用于人体管腔组织的焊接电极中，所述左支撑区、焊接区和右支撑区的镂空形状分别为规则和/或不规则结构。
进一步地，在所述的用于人体管腔组织的焊接电极中，所述左支撑区、焊接区和右支撑区的镂空形状分别为U型、V型、菱形、正弦波或矩形波。
进一步地，在所述的用于人体管腔组织的焊接电极中，所述子电极包括弧压部和支撑部，所述弧压部的圆心与所述负电极的圆心在同一轴线上，所述弧压部的内径大于等于所述负电极的外径。
进一步地，在所述的用于人体管腔组织的焊接电极中，所述正电极由导电材料制成，所述负电极由生物可降解材料制成。
进一步地，在所述的用于人体管腔组织的焊接电极中，所述负电极进行金属镀层、化学转化或有机涂层的表面处理。
进一步地，在所述的用于人体管腔组织的焊接电极中，所述子电极的数量为3个。
本发明还提出一种用于人体管腔组织的焊接电极的使用方法，使用上述的用于人体管腔组织的焊接电极，包括以下步骤：
S1：将两段待吻合的组织分别从左支撑区和右支撑区方向嵌套在所述负电极外侧，且两段所述组织于所述焊接区处交叠连接；
S2：将所述子电极径向移动至所述焊接区处；
S3：调节所述子电极的压合压力，以控制所述子电极施加在所述焊接区的所述组织上的压合压强；
S4：所述射频能量输出装置开启，所述正电极和负电极开始焊接所述组织。
进一步地，在所述的用于人体管腔组织的焊接电极的使用方法中，所述子电极通过压力驱动装置的控制进行径向移动，且所述压力驱动装置控制所述子电极上的压合压力。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：
(1)本发明的正电极包含的多个独立的弧形子电极，可以根据组织的厚度选择合适的子电极尺寸，并可对子电极进行独立的操作和控制。
(2)本发明的负电极具有双重的作用，其首先作为电极对组织进行焊接，其次作为支架对组织提供力学支撑，屏蔽组织应力，保护吻合口，促进组织愈合，提高手术的安全性和质量。
(3)本发明的具有支架作用的负电极为空心圆柱镂空结构，对焊接区域的管壁结构进行设计，可实现组织的精准连接。
(4)本发明的具有生物可降解功能的负电极，由于其由可生物降解材料加工而成，在组织完成结构与功能重建后，作为支架的负电极在组织内自然降解消失，最终形成无异物残留的组织吻合，提高了手术的质量。
(5)本发明所涉及的人体管腔组织的焊接电极，能够实现包括肠道、血管、食道、胆道、尿道、输卵管等不同管腔组织的吻合，操作简单，安全性高，具有良好的临床应用前景。
附图说明
图1为本发明中用于人体管腔组织的焊接电极的结构示意图；
图2为图1的侧视结构示意图；
图3为本发明中正电极的结构示意图；
图4为本发明中负电极的结构示意图；
图5为本发明中用于人体管腔组织的焊接电极使用时的组织焊接过程示意图。
其中：正电极1、负电极2、左支撑区21、焊接区22、右支撑区23、连接筋24、组织3、子电极4、弧压部41、支撑部42。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的用于人体管腔组织的焊接电极进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“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”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1至图2所示，本发明提出一种用于人体管腔组织的焊接电极，包括正电极1、负电极2和射频能量输出装置图未示出，正电极1包括三个周向排设的弧形子电极4，正电极1与射频能量输出装置的负极电连接，负电极2与射频能量输出装置的正极电连接。三个子电极4绕包在负电极2外侧构成环形结构，负电极2为镂空管网结构。
具体地，如图4所示，负电极2沿长度方向分为左支撑区21、焊接区22和右支撑区23，并通过连接筋24连接。焊接区22的管壁宽度大于左支撑区21和右支撑区23的管壁宽度，焊接区22的镂空形状密度大于左支撑区21和右支撑区23的镂空形状密度，增加管壁的宽度，增加镂空形状的密度，能提高焊接后吻合口的强度。左支撑区21、焊接区22和右支撑区23的镂空形状分别为规则和/或不规则结构，镂空结构能够促进散热，有利于减少组织热损伤。因此，左支撑区21、焊接区22和右支撑区23的镂空形状可分别为U型、V型、菱形、正弦波或矩形波。其中，焊接区22的管壁宽度、镂空形状结构和镂空形状密度均可根据组织的情况进行多样化设计，根据需要设计负电极2的镂空形状，从而实现对组织吻合口的结构设计，达到组织精准连接的效果。
进一步地，如图3所示，子电极4包括弧压部41和支撑部42，弧压部41的圆心与负电极2的圆心在同一轴线上，且弧压部41的内径大于等于负电极2的外径。
进一步地，正电极1由导电材料制成，配合射频能量输出装置进行电通导，从而方便配合负电极2进行组织的焊接。负电极2作为支架置于组合吻合口内侧，能屏蔽组织蠕动产生的牵拉力，防止吻合口撕裂，减少吻合口狭窄，起到保护焊接吻合口的作用。且由于负电极2由生物可降解材料制成，负电极2进行金属镀层、化学转化或有机涂层的表面处理，以满足组织内部对于作为支架的负电极2的降解周期的需求，在组织体内降解吸收或者排出体外，最终实现连续的、无异物残留的组织吻合。
如图5所示，本发明还提出一种用于人体管腔组织的焊接电极的使用方法，使用上述的用于人体管腔组织的焊接电极，包括以下步骤：
S1：将两段待吻合的组织分别从左支撑区21和右支撑区23方向嵌套在负电极2外侧，且两段组织于焊接区22处交叠连接；
S2：通过压力驱动装置将子电极4径向移动至焊接区22处，呈环状布置的子电极4压合在焊接区22上套嵌的组织外侧；
S3：调节子电极4的压合压力，即子电极4的弧压部41在压力驱动装置的控制下向焊接区22上套嵌的组织施加机械压力，以控制子电极4施加在焊接区22上套嵌的组织上的压合压强；
S4：射频能量输出装置开启，正电极1和负电极2开始焊接组织，在压合压力和射频电流的共同作用下，焊接区22交叠的组织之间的蛋白质析出-变性-凝结，最终形成一个均匀的环形吻合口。
进一步地，如图5所示，在本实施例中，焊接前，压力驱动装置通过子电极4上的支撑部42推动弧压部41进行径向移动，直至弧状的弧压部41在负电极2外侧互相对合后形成环状的正电极1。焊接后，正电极1在压力驱动装置驱使下被移除，仅负电极2作为支撑结构留存在组织吻合口内侧，在体液的作用下，负电极2随时间的流逝逐步降解。当组织完成结构与功能重建之后，负电极2已经完全降解成小分子物质，或被组织吸收或被排出体外，最终实现连续的、无异物残留的组织吻合口。
综上，在本实施例中，提出的用于人体管腔组织的焊接电极，作为支架的负电极除了可对组织进行射频能量焊接外，在组织愈合的早期还能够对组织提供力学支撑，使吻合口在应力遮挡的条件下进行充分的组织修复，促进组织愈合，降低吻合口狭窄和吻合口瘘的发生。本发明所涉及的组织焊接电极和方法，可实现包括肠道、血管、食道、胆道、尿道、输卵管等不同管腔组织的焊接，有效减少并发症，提高手术的安全性和质量。
同时，待组织完成结构与功能的重建后，作为支架的负电极会降解为无毒无害的小分子，由生物体自主吸收或排出体外，最终实现连续的、无异物残留的组织吻合。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于人体管腔组织的焊接电极，其特征在于，包括正电极、负电极和射频能量输出装置，所述正电极包括多个周向排设的弧形子电极，所述正电极和负电极均与所述射频能量输出装置电连接，多个所述子电极绕包在所述负电极外侧构成环形结构，所述负电极为镂空管网结构，所述负电极沿长度方向分为左支撑区、焊接区和右支撑区。
2.根据权利要求1所述的用于人体管腔组织的焊接电极，其特征在于，所述焊接区的管壁宽度大于所述左支撑区和右支撑区的管壁宽度，所述焊接区的镂空形状密度大于所述左支撑区和右支撑区的镂空形状密度。
3.根据权利要求1所述的用于人体管腔组织的焊接电极，其特征在于，所述左支撑区、焊接区和右支撑区的镂空形状分别为规则和/或不规则结构。
4.根据权利要求3所述的用于人体管腔组织的焊接电极，其特征在于，所述左支撑区、焊接区和右支撑区的镂空形状分别为U型、V型、菱形、正弦波或矩形波。
5.根据权利要求1所述的用于人体管腔组织的焊接电极，其特征在于，所述子电极包括弧压部和支撑部，所述弧压部的圆心与所述负电极的圆心在同一轴线上，所述弧压部的内径大于等于所述负电极的外径。
6.根据权利要求1所述的用于人体管腔组织的焊接电极，其特征在于，所述正电极由导电材料制成，所述负电极由生物可降解材料制成。
7.根据权利要求1所述的用于人体管腔组织的焊接电极，其特征在于，所述负电极进行金属镀层、化学转化或有机涂层的表面处理。
8.根据权利要求1所述的用于人体管腔组织的焊接电极，其特征在于，所述子电极的数量为3个。
9.一种用于人体管腔组织的焊接电极的使用方法，使用如权利要求1所述的用于人体管腔组织的焊接电极，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将两段待吻合的组织分别从左支撑区和右支撑区方向嵌套在所述负电极外侧，且两段所述组织于所述焊接区处交叠连接；
S2：将所述子电极径向移动至所述焊接区处；
S3：调节所述子电极的压合压力，以控制所述子电极施加在所述焊接区的所述组织上的压合压强；
S4：所述射频能量输出装置开启，所述正电极和负电极开始焊接所述组织。
10.根据权利要求9所述的用于人体管腔组织的焊接电极的使用方法，其特征在于，所述子电极通过压力驱动装置的控制进行径向移动，且所述压力驱动装置控制所述子电极上的压合压力。
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| CN202110747201.8A CN113384343A (zh) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | 一种用于人体管腔组织的焊接电极及其使用方法 |
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|---|---|---|---|
| CN202110747201.8A Pending CN113384343A (zh) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | 一种用于人体管腔组织的焊接电极及其使用方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023052935A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | Cilag Gmbh International | Surgical devices, systems, and methods for control of one visualization with another |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070239260A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Palanker Daniel V | Devices and methods for tissue welding |
| CN102112069A (zh) * | 2008-07-28 | 2011-06-29 | 因库博实验室有限责任公司 | 用于支撑吻合的系统和方法 |
| US20120101500A1 (en) * | 2009-07-16 | 2012-04-26 | Celon Ag Medical Instruments | Anastomosis ring and anastomosis ring arrangement |
| US20130079890A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-03-28 | Robert Anthony Rousseau | Negative pressure intestinal anastomosis protection devices |
| CN109171952A (zh) * | 2018-08-07 | 2019-01-11 | 上海理工大学 | 一种联动式压力可控组织焊接电极及其应用 |
-
2021
- 2021-07-02 CN CN202110747201.8A patent/CN113384343A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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