CN113633334A - 用于外科手术装置的电气组件的涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于外科手术装置的电气组件的涂层，并提供一种手持式机电外科手术装置，其包含适配器组合件，所述适配器组合件将机电外科手术装置的手柄电气且机械互连到外科手术装载单元。所述外科手术装置的电气组件涂覆有多层保形涂层，所述涂层允许在高压釜中对所述装置进行灭菌而不破坏所述电气组件。

Description

用于外科手术装置的电气组件的涂层
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年4月27日提交的临时美国申请第63/015,773号的提交日期的权益。
背景技术
本公开涉及用于外科手术系统中使用的适配器组合件的涂层。更具体地，本公开涉及用于将机电外科手术装置和外科手术装载单元电气且机械互连的适配器组合件的涂层。
许多外科手术装置制造商已经开发了具有用于操作和/或操纵机电外科手术装置的专有驱动系统的产品线。在许多情况下，机电外科手术装置包含手柄组合件和装载单元，所述手柄组合件可重复使用，所述装载单元在使用之前选择性地连接到手柄组合件并且然后在使用之后与手柄组合件断开连接，以便进行处置或者在某些情况下进行灭菌以供重复使用。
经常使用高压釜或类似装置来对这些外科手术装置进行灭菌。高压釜使用蒸汽和高压对外科手术装置进行灭菌。蒸汽可能损坏与外科手术装置一起使用的敏感电气组件，并且在对外科手术装置进行灭菌之后，电气组件上的残留水分可能干扰电气组件的运行。
发明内容
本公开提供了用于机电外科手术装置内的电气组合件的涂层。在各方面中，本公开提供了一种手持式机电外科手术装置，其包含壳体、装载单元和连接所述壳体和所述装载单元的适配器组合件，所述适配器组合件包含涂覆有多层保形涂层的电气组合件。在一些方面中，所述电气组合件是印刷电路板，所述印刷电路板包含衬底、存在于所述衬底的至少一个表面上的多个导电轨以及连接到至少一个导电轨的至少一个电气组件。
所述电气组件可以是电阻器、电容器、晶体管、二极管、放大器、继电器、变压器、电池、保险丝、集成电路、开关、LED、LED显示器、压电元件、光电组件、天线、振荡器或其组合。
在各方面中，所述多层保形涂层覆盖所述多个导电轨、所述至少一个电气组件以及所述衬底的所述多个导电轨和所述至少一个电气组件所处的所述表面。
所述多层保形涂层具有由具有第一粘度的第一材料形成的至少一个内层和由具有高于所述第一粘度的第二粘度的第二材料形成的至少一个外层。
在各方面中，所述第一材料是粘度为约195cps到约400cps的硅树脂。
在一些方面中，所述内层的厚度为约50μm到约200μm。
在各方面中，所述第二材料是粘度为约3000cps到约10000cps的室温硫化硅树脂。
在一些方面中，所述外层的厚度为约300μm到约500μm。
所述多层保形涂层的厚度为约350μm到约700μm。
在其它方面中，本公开提供了一种手持式机电外科手术装置，其包含壳体、装载单元和连接所述壳体和所述装载单元的适配器组合件。所述适配器组合件包含电气组合件，在各方面中，所述电气组合件是印刷电路板，所述印刷电路板包含衬底、存在于所述衬底的至少一个表面上的多个导电轨以及连接到至少一个导电轨的至少一个电气组件。所述电气组合件还包含多层保形涂层，所述多层保形涂层覆盖所述多个导电轨、所述至少一个电气组件以及所述衬底的所述多个导电轨和所述至少一个电气组件所处的所述表面。
在各方面中，所述多层保形涂层具有由包含粘度为约195cps到约400cps的硅树脂的第一材料形成的至少一个内层以及由包含粘度为约3000cps到约10000cps的室温硫化硅树脂的第二材料形成的至少一个外层。
在一些方面中，所述内层的厚度为约50μm到约200μm，并且所述外层的厚度为约300μm到约500μm。
在各方面中，所述多层保形涂层的厚度为约350μm到约700μm。
在又其它方面中，本公开提供了一种用于将被配置成执行功能的外科手术装载单元与外科手术装置的被配置成致动所述装载单元的手柄连接的适配器组合件。所述适配器组合件包含电气组合件，所述电气组合件包含印刷电路板，所述印刷电路板包含衬底、存在于所述衬底的至少一个表面上的多个导电轨以及连接到至少一个导电轨的至少一个电气组件。所述电气组合件还包含多层保形涂层，所述多层保形涂层覆盖所述多个导电轨、所述至少一个电气组件以及所述衬底的所述多个导电轨和所述至少一个电气组件所处的所述表面。
所述多层保形涂层具有由具有第一粘度的第一材料形成的至少一个内层和由具有高于所述第一粘度的第二粘度的第二材料形成的至少一个外层。
在各方面中，所述第一材料是粘度为约195cps到约400cps的硅树脂。
在一些方面中，所述内层的厚度为约50μm到约200μm。
在各方面中，所述第二材料是粘度为约3000cps到约10000cps的室温硫化硅树脂。
在一些方面中，所述外层的厚度为约300μm到约500μm。
在其它方面中，所述多层保形涂层的厚度为约350μm到约700μm。
附图说明
下文参考附图对所公开的外科手术装置的各个方面进行描述，在附图中：
图1是根据本公开的适配器组合件的透视图，所述适配器组合件互连在示例性机电外科手术装置的手柄与末端执行器组合件之间；
图2是图1的适配器组合件的后透视图；
图3是图2的适配器组合件的后透视图，其中分离了某些部件；
图4是图2的适配器组合件内包含的电气组合件的透视图；并且
图5是图4的电气组合件的替代后透视图。
具体实施方式
参考附图详细描述了所公开的外科手术装置，在附图中，类似附图标记在若干视图中的每个视图中表示相同或对应的元件。如本文所使用的，术语“远侧”是指外科手术装置或其组件的更远离使用者的那个部分，而术语“近侧”是指外科手术装置或其组件的更靠近使用者的那个部分。
当前公开的外科手术装置包含适配器组合件，所述适配器组合件将外科手术装置的手柄与外科手术装置的末端执行器连接。适配器组合件中包含电气组合件，所述电气组合件具有在手柄与末端执行器之间传输电信号的电气组件。
示例性电气组合件是印刷电路板(“PCB”)和其组件。PCB通常包含由绝缘材料形成的衬底、存在于衬底的至少一个表面上的多个导电轨以及连接到至少一个导电轨的至少一个电气组件。
电气组合件的合适的电气组件包含任何电路元件。例如，电气组件可以是电阻器、电容器、晶体管、二极管、放大器、继电器、变压器、电池、保险丝、集成电路、开关、LED、LED显示器、压电元件、光电组件、天线和/或振荡器。可以将任何合适数量和/或组合的电气组件连接到电气组合件。
电气组合件的至少一部分(包含所公开的外科手术装置中存在的电气组件)具有抵抗当用高压釜对外科手术装置进行灭菌时所使用的热、水分和压力的涂层。在各方面中，涂层是电气组合件的至少一个表面上的多层保形涂层。多层保形涂层是符合外科手术装置内的任何电气组合件的轮廓的薄且柔性的层。在各方面中，多层保形涂层覆盖所述多个导电轨、所述至少一个电气组件以及所述衬底的所述多个导电轨和所述至少一个电气组件所处的表面。
用于形成多层保形涂层的材料处于本领域的技术人员的范围内。根据用于形成涂层的材料，保形涂层有5个主要类别：AR(丙烯酸)；ER(环氧树脂)；SR(硅树脂)；UR(氨基甲酸酯)；和XY(对二甲苯)。
在各方面中，多层保形涂层的内层由低粘度材料(在本文中有时称为“具有第一粘度的第一材料”)形成，所述低粘度材料可以在安装在PCB的表面上的电气组件周围和下方进行芯吸。用于形成内层组件的材料由于其低粘度而可能无法充分涂覆(由于重力和其它外力)从PCB的表面凸出(在某些情况凸出大于约0.050英寸(1270μm))的较高电气组件(包含某些电阻器和电容器)的表面。
多层保形涂层的由高粘度材料(在本文中有时称为“具有高于第一粘度的第二粘度的第二材料”)形成的外层不会在形成内层的低粘度材料已经涂覆的组件周围和下方进行芯吸。外层涂覆从PCB的表面凸出的较高电气组件并保持粘附到所述较高电气组件，从而为这些电气组件提供保护。
可以用于形成多层保形涂层的内层的合适的低粘度材料包含硅树脂材料。示例性硅树脂包含可作为Humiseal 1C55商购获得(可从大通公司(Chase Corporation)(马萨诸塞州韦斯特伍德(Westwood,MA))商购获得)的硅树脂。低粘度材料的粘度可以为约195cps到约400cps，在各方面中可以为约225cps到约350cps。
低粘度材料可以通过浸涂、刷涂、喷涂、等离子体沉积、其组合等来施涂。施涂后，根据需要使低粘度材料固化，以形成多层保形涂层的内层。固化可以通过暴露于空气、烘箱中的高温(分批或连续)、UV固化、其组合等来进行。在各方面中，可以将低粘度材料加热以固化。加热温度和时间将取决于各种因素，包含被涂覆的电气组件的特性、用于使材料固化的烘箱或类似机械以及组件在烘箱中的装载量(分批对连续)等。
在各方面中，可以将形成内层的低粘度材料多次施涂到电气组合件上，以便内层本身由多个层形成。
内层的厚度可以为约50μm到约200μm，在各方面中可以为约70μm到约180μm。
可以用于形成多层保形涂层的外层的合适的高粘度材料包含室温硫化(RTV)硅树脂材料。示例性RTV硅树脂材料包含二氧化硅、硅烷和/或硅氧烷等的任何组合。示例性高粘度材料包含可作为M-Coat C商购获得(可从威世测量集团公司(Vishay MeasurementsGroup,Inc.)(北卡罗来纳州罗利(Raleigh,NC))商购获得)的高粘度材料。高粘度材料的粘度可以为约3000cps到约10000cps，在各方面中可以为约4000cps到约9000cps。
高粘度材料可以通过浸涂、刷涂、喷涂、等离子体沉积、其组合等来施涂。施涂后，根据需要使高粘度材料固化，以形成多层保形涂层的外层。固化可以通过暴露于空气、烘箱中的高温(分批或连续)、UV固化、其组合等来进行。在各方面中，可以将高粘度材料加热以固化。加热温度和时间将取决于各种因素，包含被涂覆的电气组件的特性、用于使材料固化的烘箱或类似机械以及组件在烘箱中的装载量(分批对连续)等。
在各方面中，可以将形成外层的高粘度材料多次施涂到电气组合件上，以便外层本身由多个层形成。
外层的厚度可以为约300μm到约500μm，在各方面中可以为约350μm到约450μm。
所得的多层涂层(包含一个或多个内层和一个或多个外层两者)的厚度可以为约350μm到约700μm，在各方面中可以为约400μm到约650μm，在其他方面中可以为约450μm到约600μm。
电气组合件上的所得涂层充当防潮层，使得水分不会损坏下面的电气组合件和其电气组件。多层保形涂层的防潮层性能可以通过使用如MOCON测试等标准技术测量水蒸气透过率(WVTR)来进行评估。
因此，多层涂层能够保护外科手术装置的电气组件，并且允许在包含高压釜和自动清洗在内的严苛环境中进行灭菌，并且还在使用之前和使用期间保护电气组件免受水分的影响。
尽管以下描述对外科手术装置的电气组合件上的多层保形涂层进行了描述，但是应当理解，本公开的多层保形涂层可以与具有电气组合件的任何外科手术装置一起使用，特别是在要在各方面中通过使用高压釜对外科手术装置进行灭菌并且将对外科手术装置进行重复使用的情况下。
图1描绘了呈动力式手持机电器械的形式的外科手术装置100，所述外科手术装置被配置用于选择性地将多个不同的末端执行器附接到其上。合适的末端执行器被配置用于由动力式手持机电外科手术器械致动和操纵。外科手术装置100被配置用于与适配器组合件200选择性连接，并且继而，适配器组合件200被配置用于与装载单元300选择性连接并致动装载单元300(例如，末端执行器、多次使用或单次使用装载单元等)。
在各方面中，外科手术装置100是吻合装置。对于如图1所示的此类吻合装置的装载单元300的构造和操作的详细论述，可以参考于2009年8月31日提交的题为“用于外科手术吻合装置的工具组合件(TOOL ASSEMBLY FOR A SURGICAL STAPLING DEVICE)”的美国专利公开第2009/0314821号。
外科手术装置100包含手柄102，所述手柄包含印刷电路板(“PCB”，未示出)和位于所述手柄中的驱动机构(未示出)。PCB被配置成控制外科手术装置100的各种操作。手柄102中限定有空腔(未示出)，所述空腔用于将可再充电电池(未示出)收纳于其中。电池被配置成向外科手术装置100的电气组件中的任何电气组件供电。
手柄102包含容纳外科手术装置100的各种组件的上部壳体部分102a和从上部壳体部分102a延伸的下部手握部分102b。下部手握部分102b可以安置在上部壳体部分102a的最近端的远侧。可以选择下部壳体部分102b相对于上部壳体部分102a的位置以平衡连接到或支撑适配器组合件200和/或装载单元300的外科手术装置100的重量。
手柄102提供壳体，驱动机构位于所述壳体中。驱动机构被配置成驱动轴和/或齿轮组件，以执行外科手术装置100的各种操作。具体地，驱动机构被配置成驱动轴和/或齿轮组件，以选择性地使装载单元300(图1)的工具组合件304相对于装载单元300的近侧主体部分302移动，使装载单元300相对于手柄102绕纵轴“X”(见图1)旋转以及使装载单元300的砧座组合件306和钉仓组合件308相对于彼此移动/接近和/或使装载单元300的钉仓组合件308内的吻合和切割仓击发。
如图1和2所示，手柄102限定连接部分108，所述连接部分被配置成接受适配器组合件200的对应驱动联接组合件210。具体地，外科手术装置100的连接部分108具有凹部(未示出)，当适配器组合件200与外科手术装置100配合时，所述凹部收纳适配器组合件200的驱动联接组合件210的近侧盖210a(图2)。
转到图1-3，适配器组合件200包含外部旋钮壳体202和从旋钮壳体202的远侧部分延伸的外管206。旋钮壳体202、外管204和内管206(图3)被配置和尺寸设定成容纳适配器组合件200的组件。外管206被尺寸设定成用于内窥镜插入，具体地，使得外管可穿过典型的套管针端口、套管等。旋钮壳体202被配置且适配成连接到外科手术装置100的手柄102的连接部分108。
适配器组合件200被配置成将手柄102与装载单元300连接并且在手柄102与装载单元300之间传输机电作用。通常，在适配器组合件200内包含有力/旋转传输/转换组合件，以实现装载单元300的铰接；实现装载单元300绕纵轴“X”(图1)的旋转；实现适配器组合件200的旋转；实现装载单元300的关闭、打开和击发；实现工具组合件304的关闭和装载单元300的工具组合件304的击发；并且实现工具组合件304的铰接。
对于合适的适配器组合件的更详细描述，包含对其中用于传输/转换力和旋转以及电信号的各种内部组件的详细描述，参见例如美国专利申请序列号14/550,183(以美国专利第10,561,417号发布)，所述美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
参考图4和5，适配器组合件200中包含电气组合件220，以帮助在手柄102与装载单元300之间传输电信号。电气组合件220包含支撑在电路板240上的电气插头230。电气插头230具有用于电连接到安置在外科手术装置100的连接部分108中的相应电气插座(未示出)的多个电触针232。电气组合件220用于允许校准生命周期信息并将其传送到外科手术装置100的PCB(未示出)。
如图4和5所示，电路板240上具有本公开的多层保形涂层。如上所述，多层保形涂层抵抗在用高压釜对外科手术装置进行灭菌时使用的热量、水分和压力，从而允许对所公开的外科手术装置进行灭菌和重复使用。多层保形涂层非常耐用，从而允许对外科手术装置进行多次灭菌和使用，因而延长外科手术装置的寿命并且与单次使用装置相比经济性高得多。
在操作中，当外科手术装置100的按钮被用户激活时，软件检查预定义条件。如果满足条件，则软件控制马达并将机械驱动传输到所附接的外科手术吻合器，所述外科手术吻合器之后可以根据所按按钮的功能打开、关闭、旋转、铰接或击发。软件还通过以定义的方式打开或关闭彩色灯来向用户提供反馈，以指示外科手术装置100、适配器组合件200和/或装载单元300的状态。
本文中描述的医疗装置的其它组件中的任何组件可以在考虑强度、耐用性、耐磨损性、重量、耐腐蚀性、易于制造性、制造成本等的情况下由金属、塑料、树脂、复合材料等制造而成。
应理解，可以对所公开的外科手术装置进行各种修改。因此，上文的描述不应解释为限制性的，而仅仅是本公开的各方面的例证。本领域的技术人员将设想到本公开的范围和精神内的其它修改。例如，一个所描述方面的任何和所有特征可以适当地结合到另一方面中。

Claims (24)

1.一种手持式机电外科手术装置，其包括：
壳体；
装载单元；以及
适配器组合件，所述适配器组合件连接所述壳体和所述装载单元，所述适配器组合件包含涂覆有多层保形涂层的电气组合件。
2.根据权利要求1所述的手持式机电外科手术装置，其中所述电气组合件是印刷电路板。
3.根据权利要求2所述的手持式机电外科手术装置，其中所述印刷电路板包含衬底、所述衬底的至少一个表面上的多个导电轨以及连接到至少一个导电轨的至少一个电气组件。
4.根据权利要求3所述的手持式机电外科手术装置，其中所述电气组件是电阻器、电容器、晶体管、二极管、放大器、继电器、变压器、电池、保险丝、集成电路、开关、LED、LED显示器、压电元件、光电组件、天线、振荡器或其组合。
5.根据权利要求3所述的手持式机电外科手术装置，其中所述多层保形涂层覆盖所述多个导电轨、所述至少一个电气组件以及所述衬底的所述多个导电轨和所述至少一个电气组件所处的所述表面。
6.根据权利要求1所述的手持式机电外科手术装置，其中所述多层保形涂层具有由具有第一粘度的第一材料形成的至少一个内层和由具有高于所述第一粘度的第二粘度的第二材料形成的至少一个外层。
7.根据权利要求6所述的手持式机电外科手术装置，其中所述第一材料是第一粘度为约195cps到约400cps的硅树脂。
8.根据权利要求6所述的手持式机电外科手术装置，其中所述内层的厚度为约50μm到约200μm。
9.根据权利要求6所述的手持式机电外科手术装置，其中所述第二材料是第二粘度为约3000cps到约10000cps的室温硫化硅树脂。
10.根据权利要求6所述的手持式机电外科手术装置，其中所述外层的厚度为约300μm到约500μm。
11.根据权利要求6所述的手持式机电外科手术装置，其中所述多层保形涂层的厚度为约350μm到约700μm。
12.一种手持式机电外科手术装置，其包括：
壳体；
装载单元；
适配器组合件，所述适配器组合件连接所述壳体和所述装载单元，所述适配器组合件包含电气组合件，所述电气组合件包含印刷电路板，所述印刷电路板包含衬底、所述衬底的至少一个表面上的多个导电轨以及连接到至少一个导电轨的至少一个电气组件；以及
多层保形涂层，所述多层保形涂层覆盖所述多个导电轨、所述至少一个电气组件以及所述衬底的所述多个导电轨和所述至少一个电气组件所处的所述表面。
13.根据权利要求12所述的手持式机电外科手术装置，其中所述电气组件是电阻器、电容器、晶体管、二极管、放大器、继电器、变压器、电池、保险丝、集成电路、开关、LED、LED显示器、压电元件、光电组件、天线、振荡器或其组合。
14.根据权利要求12所述的手持式机电外科手术装置，其中所述多层保形涂层具有由包含粘度为约195cps到约400cps的硅树脂的第一材料形成的至少一个内层以及由包含粘度为约3000cps到约10000cps的室温硫化硅树脂的第二材料形成的至少一个外层。
15.根据权利要求12所述的手持式机电外科手术装置，其中所述内层的厚度为约50μm到约200μm，并且所述外层的厚度为约300μm到约500μm。
16.根据权利要求12所述的手持式机电外科手术装置，其中所述多层保形涂层的厚度为约350μm到约700μm。
17.一种用于将被配置成执行功能的外科手术装载单元与外科手术装置的被配置成致动所述装载单元的手柄连接的适配器组合件，所述适配器组合件包括：
电气组合件，所述电气组合件包含印刷电路板，所述印刷电路板包含衬底、所述衬底的至少一个表面上的多个导电轨以及连接到至少一个导电轨的至少一个电气组件；以及
多层保形涂层，所述多层保形涂层覆盖所述多个导电轨、所述至少一个电气组件以及所述衬底的所述多个导电轨和所述至少一个电气组件所处的所述表面。
18.根据权利要求17所述的适配器组合件，其中所述电气组件是电阻器、电容器、晶体管、二极管、放大器、继电器、变压器、电池、保险丝、集成电路、开关、LED、LED显示器、压电元件、光电组件、天线、振荡器或其组合。
19.根据权利要求17所述的适配器组合件，其中所述多层保形涂层具有由具有第一粘度的第一材料形成的至少一个内层和由具有高于所述第一粘度的第二粘度的第二材料形成的至少一个外层。
20.根据权利要求17所述的适配器组合件，其中所述第一材料是粘度为约195cps到约400cps的硅树脂。
21.根据权利要求17所述的适配器组合件，其中所述内层的厚度为约50μm到约200μm。
22.根据权利要求17所述的适配器组合件，其中所述第二材料是粘度为约3000cps到约10000cps的室温硫化硅树脂。
23.根据权利要求17所述的适配器组合件，其中所述外层的厚度为约300μm到约500μm。
24.根据权利要求17所述的适配器组合件，其中所述多层保形涂层的厚度为约350μm到约700μm。
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