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用于左心耳隔离的系统及其夹具装置的制作方法

2022-02-19 09:30:52 来源:中国专利 TAG:

用于左心耳隔离的系统及其夹具装置
1.本发明涉及医疗设备,特别地涉及使用内窥镜外科操纵将左心耳(laa)与左心房隔离以防止心源性血栓栓塞的技术。
2.据报道,对于患有非类风湿性心房纤维性颤动(af)的患者,左心耳有91%的形成心脏血栓的风险,对于患有风湿性心脏病的患者,左心耳有43%的形成心脏血栓的风险。
3.65岁以上的af患者每年有12%至28.7%患有血栓栓塞性中风,这代表了整个健康护理系统和社会的主要经济问题。
4.为了防止af患者的心源性血栓栓塞,使用内窥镜外科技术进行手术以在心脏直视和在胸腔镜两种情况下隔离左心房孔口。
5.对于laa隔离,许多不同的夹具设计与适当的输送系统一起使用,例如,环形夹具[us2015/0190135,2015年6月25日]或使用缝合机的钉合接缝[wo2012/130589,2012年10月4日]。使用环和缝合机将左心耳与左心房隔离具有几个缺点。当施加环时,laa壁起皱,环不能被放置在心耳基部处,但离laa基部更远,laa基部作为血栓形成的背景。
[0006]
当使用缝合装置时,沿着缝合线出现微出血,需要通过抽吸排出血液残留物。经常在缝合的缝合线区域中识别显微坏死和微血栓的病灶。在缝合时,左心耳组织被缝合机挤压,这有时导致laa自截断,伴随有危及生命的出血。
[0007]
还公知的是采取分开插头形式的laa隔离夹具的设计,该laa隔离夹具被制成为将装置从开口侧推动到所示的laa基部上,并利用也被向外拉动的附加部件将其夹紧[ru2261057,2005年9月27日],[ep2517652,2012年10月31日],[wo2015/077528,2015年5月28日]。这种装置的缺点是laa基部隔离的不均匀性,laa组织可能从夹具的开口侧发生部分“滑动”。
[0008]
框架形设计的特征是没有单侧夹具设计的缺点[wo2010/011661,2010年1月28日],[us2015/173767,2015年6月25日]。这种设计需要缝合到输送装置,并在装置施加到laa基部之后移除线,这使得手术过程更加复杂,并增加了在操作期间带来伤害的风险。
[0009]
在[us2015/173767,2015年6月26日]中给出了用于laa隔离系统和laa隔离夹具装置的最相似的技术。该已知的技术方案包括用于laa隔离的夹具装置,该夹具装置由第一夹爪和第二夹爪以及弹簧元件形成,该第一夹爪和第二夹爪被设计成使得它们在闭合位置平行并且在长度上彼此重叠,弹簧元件被安装在第一夹爪的第一端部和第二夹爪的第一端部之间以及第一夹爪的第二端部和第二夹爪的第二端部之间,这些弹簧元件被设计成使第一夹爪和第二夹爪从分开位置移动到夹紧位置并且将第一夹爪和第二夹爪保持在夹紧位置。该已知的技术方案还结合有控制装置,该控制装置被构造成安装夹具装置,使得通过使用夹具所附接的、先前被放置到分开位置的框架,使laa定位在第一夹爪和第二夹爪之间。为了转到夹紧位置,线应被移除,然后在弹簧元件的作用下,夹爪移动到夹紧位置,从而按压左心耳基部。
[0010]
该技术方案的缺点是,首先,第一夹爪和第二夹爪在弹簧元件的作用下从分开位置到夹紧位置的急剧转换(伴随冲击),这可能导致laa组织损伤甚至导致其截断,其次,夹爪在laa基部上的压缩力不能调节,这可能导致laa组织坏死和炎症过程。
[0011]
本发明的目的是创造一种用于左心耳隔离的系统,该系统具有用于左心耳隔离的夹具,以利用在闭合后冲击力的控制选项确保第一夹爪和第二夹爪从分开位置转换到夹紧位置的平稳和无冲击效果,并且减轻夹紧位置随时间的影响。
[0012]
左心耳隔离系统的设定目的通过为夹具配备连接装置来实现,该系统包括:夹具装置,该夹具装置由第一夹爪和第二夹爪形成,该第一夹爪和第二夹爪被设计成在闭合位置平行且在长度上彼此重叠;以及夹紧装置,该夹紧装置被安装在第一夹爪的第一端部和第二夹爪的第一端部之间以及第一夹爪的第二端部和第二夹爪的第二端部之间,该夹紧装置被设计成将第一夹爪和第二夹爪从分开位置移动到夹紧位置并且将第一夹爪和第二夹爪保持在夹紧位置;以及控制装置,该控制装置被构造成安装夹具装置使得laa定位在第一夹爪和第二夹爪之间,其中,夹具元件被设计成包含第一铰链,并且连接装置包括第二铰链,第一铰链和第二铰链连接到第一夹爪的对应端部,并被设计成使指定的第一夹爪相对于被制成固定的第二夹爪以范围从0
°
至180
°
的角度旋转,同时第一铰链被制成是可控制的,并且控制装置包括第一铰链致动器,该第一铰链致动器适于利用张力可拆卸地联接以与所述第一铰链配合。
[0013]
优选地,第二夹爪的第一端部和第二端部分别刚性地固定在夹紧元件和连接装置中。
[0014]
第一夹爪和第二夹爪中的每一者可具有∏形设计,优选地由涂覆有多孔聚四氟乙烯的生物相容性金属制成。
[0015]
夹紧元件可以包括位于第一铰链上的筒夹以及被安装在第一铰链的轴上并且被构造成夹紧筒夹以避免释放运动的螺纹锁定螺母,同时在这种情况下,控制装置被制成具有第二致动器,该第二致动器被构造成与指定的螺纹锁定螺母可拆卸。
[0016]
控制装置的第一致动器可以被制成第一细长圆柱形元件的形式,以便将旋转运动施加到所述第一铰链,从而使第一夹爪相对于第二夹爪进行受控旋转,并且控制装置的第二致动器可以被制成第二细长圆柱形元件的形式,作为被安装在第一细长圆柱形元件上的同心管,以便在指定的螺纹锁定螺母上施加旋转运动。
[0017]
控制装置的第一致动器和第二致动器可以分别配备有以90
°
角度固定的第一控制杆和第二控制杆,所述第一控制杆和第二控制杆均被成形为扭矩臂,从而使相应致动器具有受控旋转选项。
[0018]
控制装置的致动器的第一管和第二管可以是弯曲的。
[0019]
用于左心耳隔离的夹具装置的设定目的通过为夹具配备连接装置来解决,该夹具装置由第一夹爪和第二夹爪形成,该第一夹爪和第二夹爪被设计成使得它们在闭合位置平行并且在长度上彼此重叠,夹紧装置被安装在第一夹爪的第一端部和第二夹爪的第一端部之间,该夹紧装置被设计成将第一夹爪和第二夹爪从分开位置移动到夹紧位置并且将第一夹爪和第二夹爪保持在夹紧位置,其中,夹紧元件被设计成包含第一铰链,并且连接装置包括第二铰链,第一铰链和第二铰链连接到第一夹爪的对应端部并且被设计成使指定的第一夹爪相对于被制成固定的第二夹爪以范围从0
°
到180
°
的角度旋转,同时第一铰链被制成是可控制的
[0020]
优选地,第二夹爪的第一端部和第二端部分别刚性地固定在夹紧元件和连接装置中。
[0021]
第一夹爪和第二夹爪中的每一者可具有∏形设计,优选地由涂覆有多孔聚四氟乙烯的生物相容性金属制成。
[0022]
夹紧元件可以在第一铰链上集成筒夹以及被安装在第一铰链的轴上并且被构造成夹紧筒夹以避免释放运动的螺纹锁定螺母。
[0023]
在以下非限制性附图中详细解释了所要求保护的发明的本质,其中:
[0024]
图1示出了所要求保护的系统的示意性总体视图,其中夹具装置处于完全打开位置;
[0025]
图2示出了所要求保护的系统的示意性总体视图,其中夹具处于完全闭合位置;
[0026]
图3示出了具有ptfe涂层的双夹爪夹具装置的示意性总体视图;
[0027]
图4示意性地示出了使用筒夹(collet)来锁定夹具装置的夹爪位置的机构;
[0028]
图5示意性地示出了用于筒夹夹紧的螺纹锁定螺母;
[0029]
图6示意性地示出了连接到控制装置的所要求保护的夹具装置的夹紧元件的横截面图;
[0030]
图7示意性地示出了夹紧元件的螺纹锁定螺母和壳体;
[0031]
图8示意性地示出了控制装置的控制;
[0032]
图9示意性地示出了使用棘轮机构实现夹具夹爪逐渐会聚的系统;
[0033]
图10示出了左心耳的示意性总体视图;
[0034]
图11示出了在夹紧夹爪定位过程中的左心耳的示意性总体视图;
[0035]
图12示出了在夹具装置就位的情况下的左心耳的示意性总体视图;
[0036]
图13示出了放置了夹具装置的左心耳的x射线照片,该夹具由钛制成并涂覆有多孔聚四氟乙烯(ptfe);
[0037]
图14至图18示出了根据实施例1的组织的显微图像。
[0038]
如图1和图2所示,用于laa隔离的系统包含夹具装置1和控制装置,该夹具装置由第一夹爪2和第二夹爪3形成,作为示例,该第一夹爪和第二夹爪被制成∏形,使得它们在它们的闭合位置(见图2)平行并且在长度上重叠。
[0039]
图3中放大示出的夹具装置1包含具有第一铰链7的夹紧元件5以及连接装置6。夹紧元件5与第一夹爪2的第一端部和第二夹爪3的第一端部连接,使得第一夹爪2的第一端部与被安装在夹紧元件5的壳体8中的第一铰链7连接,以使第一夹爪2相对于第二夹爪3以范围从0
°
至180
°
的角度旋转,同时第二夹爪3的第一端部刚性地固定在夹紧元件5的壳体8中。第一夹爪2的第二端部连接到被安装在连接装置6的壳体中的第二铰链9,使得第一夹爪2可相对于第二夹爪3以范围从0
°
至180
°
的角度旋转,同时第二夹爪3的第二端部刚性地固定在连接装置6的壳体中。
[0040]
夹紧元件5包括位于第一铰链7上的筒夹(collet)10。如图4、图5和图6所示,夹紧元件5配备有螺纹锁定六角螺母11(见图6),该螺母被制成沿着夹紧元件5的壳体8中的螺纹(图中未示出)移动,以用于固定筒夹10。
[0041]
第一夹爪2和第二夹爪3由生物相容性金属例如钛制成,并具有多孔ptfe涂层12,如图3示意性所示。
[0042]
控制装置4(参见图6、图8、图9)包括第一致动器和第二致动器。控制装置4的第一致动器成形为第一细长圆柱形元件,例如第一管13,该第一管具有以90
°
角度附接的控制杆
14,以用于向所述第一铰链施加扭矩。第一致动器的第一细长圆柱形元件也可以以杆的形式制成。控制装置4的第二致动器被制成第二管15的形式,该第二管具有以90
°
角度固定的控制杆16,以用于向所述螺纹锁定螺母11施加扭矩。控制杆14和16均被成形为扭矩臂,具有相应致动器(在本示例中)的受控旋转的选项。
[0043]
第一管13的近端17(在本示例中)被制成具有正方形横截面,由于近端17的几何参数产生的张力,该近端能够可拆卸地连接到第一铰链7的轴18,从而既允许将夹具装置1保持在控制装置4上,又允许使用允许的力与控制致动器断开,从而将固定的夹具装置1留在左心耳19的主体上。
[0044]
所要求保护的系统和夹具装置的功能如下。
[0045]
在操作期间,在施加夹具装置之前,从无菌包装取出控制装置4和夹具装置1。将控制装置4附接到夹具装置1。为此,正方形横截面的近端17以过压装配在第一铰链7的轴18上沿纵向方向形成的配合孔口内。同时,控制装置的第二致动器的第二管15的近端被安装在螺母11上。
[0046]
夹紧装置的夹爪2和3的会聚逐渐地进行,并且以不超过允许极限的受控力进行,因此避免laa主体19被夹爪创伤性夹紧。为了使夹爪2和3逐渐会聚,提供了一种步进机构,该步进机构(在本示例中)被制成棘轮的形式

参见图9,该步进机构由轮20表示,该轮具有带有大节距的切口凹槽21和小凹槽22,该切口凹槽用于将夹爪定位在laa上,该小凹槽用于在夹紧夹爪时进行微移动,该齿23用于在该机构撞击凹槽21或22时锁定该步进机构。
[0047]
要求保护的夹具装置1可以被夹紧/解压,以便将夹具夹爪精确定位和固定在laa主体上

参见图11、图12。
[0048]
在夹爪2和3在心耳19上达到必要夹紧力之后,夹爪被固定在它们的位置。
[0049]
为了牢固地固定夹爪2和3相对于彼此的位置并且避免它们释放,该装置使用由螺母11紧固的筒夹10(图4、图5、图6)。通过致动控制装置4的第二致动器的控制杆16,施加第二管15的旋转以将扭矩传递到所述螺纹锁定螺母11。螺母11沿着元件5的壳体8内部的螺纹(图中未示出)移动,在筒夹10上前进,将该螺母压到轴18并固定铰链7的轴18,因此避免了夹爪2的旋转。由于螺母11和壳体8上的螺纹被制成具有锁定特征,如图7所示,因此防止了螺母的向后运动,并且也避免了所安装的夹具装置1的任何释放。
[0050]
在固定夹具装置1之后,通过作用在控制装置4的控制杆14上的力并且在远侧方向上移动将近端17从轴18中的孔撤回,然后,通过在远侧方向上移动整个控制装置,将第二管15从螺母11撤回,从而将控制装置从手术区被移除。
[0051]
外科手术过程
[0052]
心脏直视手术(open

heart surgery):
[0053]
在经由胸骨切开术进行心脏直视外科手术期间的心肺分流术和心麻痹心脏停搏之后,应当进行摘除术和心脏(左心室)向右旋转,以便适当地可视化心耳19(见图10)。夹具装置1以完全(充分)打开位置(参见图1、图3和图11)供应、定位和闭合,使得夹爪2和3位于心耳19基部处(参见图12)。
[0054]
夹紧位置控制将通过使用经食道超声心动图来实现。
[0055]
微创手术:
[0056]
在这种情况下进行微创小切口或胸腔镜检查。对于胸腔镜检查,应使用特殊的内
窥镜器械来打开心包,在胸部的左半部分中制造三个胸廓端口:
[0057]
第一胸廓端口在腋前线第7肋间隙空间处,
[0058]
第二胸廓端口在腋中线第4肋间隙空间处,
[0059]
第三胸廓端口在腋前线第3肋间隙空间处。
[0060]
在视频控制下,心包应在膈神经下方1cm处打开。心包将被保持器拿取并被拉开,以更好地接近心耳19。
[0061]
优选地处于完全夹紧位置(参见图2)的具有夹具装置1的控制装置4将通过下部胸廓端口被供应。通过在控制杆14的致动下转动第一管13,夹爪2将从夹爪3旁边移开以允许所需的打开,达到180
°
,优选地120
°

[0062]
由于夹具装置1自由地穿过心耳19的顶部,所以不需要基于特殊工具的操纵来将夹具装置1放置在心耳19主体上,并且夹爪2逐渐会聚到夹爪3(通过用受控力在控制杆14的作用下转动第一管13)使得能够将夹爪2和3布置成靠近心耳19基部,而不与周围的组织和结构发生任何接触。
[0063]
夹具装置1放置和夹紧由经食道的超声cg控制。
[0064]
如果血栓没有超过夹爪从laa延伸到左心房的空腔中并且没有超过它们的宽度,则所要求保护的设计的夹具装置1可以被放置到心耳19(包括受血栓影响的心耳)。
[0065]
如果夹具装置1的初始植入失败(见图11),则可以多次重新定位夹具装置1。在夹具装置1已经被正确定位之后(见图12),执行固定过程。使用扭矩致动器使得可以避免挤压心耳主体,否则这可能导致软组织坏死。
[0066]
为了固定夹具装置1,应该旋转控制装置4的第二管15,从而允许螺纹锁定螺母11沿着夹紧元件的壳体8内部的螺纹(图中未示出)前进,直到固定在第一铰链7上的筒夹10被锁定。螺纹(例如图7)防止在与卷绕相反的方向上的运动,因此,在夹具装置1的植入之后,防止第一铰链7的旋转,并且因此防止第一夹爪2从第二夹爪3缩回。
[0067]
然后,应该移除控制装置4。为此,将第一管13的近端17向远端移动脱离轴18中的孔,然后,通过在远侧方向上移动整个控制装置,将第二管15从螺母11撤回,从而释放被固定在laa主体19上的夹具装置1,参见图12。然后,可以将控制装置4从胸廓端口移除。
[0068]
夹具装置1保持装配到心耳19基部(见图12、图13)。由于在将夹具装置4夹紧之后ptfe再结晶的现象,在laa 19上的夹爪有利于laa组织上的负荷减轻。
[0069]
聚四氟乙烯是一种众所周知的材料,长期用于许多应用[聚合物百科全书,第3卷。苏联百科全书出版社,莫斯科,1998年,第644

647页。]。这种材料的上述特性也被称为“在负荷下的冷流”、“蠕变”(同一参考文献,第645页)或“伪流”[a.v.goriainova等人,《机械工程中的氟塑料》。m.,第15页]。这意味着,即使在室温下的微小机械负荷下,由ptfe制成的产品也会经历重结晶过程,随后发生内部变形。在5至7小时内,与laa组织接触的聚四氟乙烯由于再结晶而变形,其厚度减小,并且laa表面上的压力突然减小,同时保持laa隔离。laa表面层的血液循环得到充分恢复,从而降低了感染、坏死的风险。
[0070]
然后,laa组织穿透到夹具装置1的夹爪2、3的多孔ptfe涂层12内部,从而形成永久性连接,并确保左心耳隔离的可靠性和耐久性。
实施例
[0071]
2只重15kg和15.6kg的狗。在手术台上给予麻醉前用药。
[0072]
手术过程:将狗右侧平放,将其前肢分开放置并固定。手术区用碘盐处理。在第6肋间隙空间中,执行约6.0cm的胸廓切开术。用特殊的钩将肺搁置在一边以便接近心包。
[0073]
通过t形切口打开心包,并拿起手柄。直接在手术伤口中可见左心耳。使用握把(grip),将心耳插入到夹具装置1中,该夹具装置定位在laa基部处并通过受控的压缩固定直到血流停止(切割心耳的顶端部分以控制血流停止)。
[0074]
注意到没有心律紊乱(ecg控制)。缝合心包空腔。没有进行空腔排水。进行逐层伤口闭合,同时进行左肺再扩张,以避免气胸。
[0075]
在laa处植入物被清楚地可视化。夹具装置1由钛制成,并覆盖有多孔ptfe涂层12(x射线照片

参见图13)。血液学分析使得可以评价术后恢复动力学。
[0076]
术后1个月后带中性粒细胞和单核细胞增加证明组织修复过程伴随有机体保护功能的激活。到第7周时嗜酸性粒细胞计数正常化,证明无过敏反应,过敏反应是植入物存活率的重要预后指标。植入物的放置不影响狗血液中的血小板计数。
[0077]
在手术后约2个月,在达到正常血液学参数之后,进行心脏组织取样以研究植入物周围组织形成的特性。
[0078]
所使用的材料和方法
[0079]
通过lloyd方法测定表征细胞代谢活性的酶的活性,即琥珀酸和乳酸脱氢酶(sdh和ldh)。使用image j数据处理软件,通过细胞的细胞质中的反应产物(甲瓒)的光密度来估计酶活性。使用具有集成软件和计算机的mpv

2光学显微镜(由德国leitz制造)进行显微镜检查、形态测定和显微照相。
[0080]
根据(如el

badawi和schenk所改进的)karnovsky

roots方法进行心肌中的ache阳性神经纤维的检测。在乙酰胆碱酯酶参与下发生的反应的最终产物以亚铁氰化铜沉淀物的形式测定,其将胆碱能神经形成

神经纤维和末梢

染色为棕色。
[0081]
ldh和sdh酶的检测是在心耳的心肌细胞和渗入夹具夹爪的多孔ptfe涂层的心肌细胞中进行的。在回收四唑盐期间形成的甲瓒的深蓝色沉淀并且定位于心肌细胞的肌浆中(主要定位于线粒体内膜和输出嵴、肌质网)证明了心肌中酶的存在。
[0082]
图14示出了显微照片,该显微照片表征了在从laa萌发到夹具夹爪的多孔ptfe涂层的心肌细胞的肌浆(a)和完整心房心耳的心肌细胞的肌浆(b)中检测到的乳酸脱氢酶的活性。放大倍数x400。
[0083]
laa心肌细胞中的平均ldh活性=95.06114
±
0.87iu,这与多孔ptfe中萌发的心肌细胞的ldh活性(平均值=72.94161
±
1.21iu)显著不同。
[0084]
与laa心肌细胞的ldh活性相比,在多孔ptfe中萌发的心肌细胞中ldh活性的降低表明在这些条件下心肌中发生的能量过程的强度减弱。
[0085]
图15示出了表征在从laa萌发到夹具夹爪的多孔ptfe涂层中的心肌细胞的肌浆(a)和完整心耳的心肌细胞的肌浆(b)中检测到的琥珀酸脱氢酶活性的特征的显微照片。放大倍数x400。
[0086]
在多孔ptfe中萌发的心肌细胞中的平均sdh活性=31.43
±
1.37iu,这与完整laa组织的心肌细胞的sdh活性(平均值=74.04391
±
1.08iu)显著不同。
[0087]
与laa心肌细胞中的sdh活性相比,在多孔ptfe中萌发的心肌细胞中sdh活性的显着降低表明抑制了心肌中的代谢过程,这是在试验条件下心肌能量供应的原因。当分析在完整心房心耳的心肌细胞和在多孔ptfe中萌发的心肌细胞中的ldh和ldh平均活性的改变时,可以清楚地发现,在所考虑的所有情况下,心肌细胞中的sdh活性明显低于ldh活性,这表明在laa心肌细胞中该酶的代谢活性较低。在多孔ptfe中萌发的心肌细胞中报道了sdh活性的较低值,这表明在该区域中心肌的功能活性降低。
[0088]
图16示出了显微照片,该显微照片表征在多孔ptfe中萌发的laa心肌中ache阳性神经纤维(放大倍数x400(a))和完整心房组织中ache阳性神经纤维(放大倍数x400)。
[0089]
图17示出了表征laa肌肉纤维在多孔ptfe中萌发的显微照片。mf

肌肉纤维。由苏木精

伊红染色。放大倍数x250。
[0090]
图18示出了显微照片,该显微照片表征(a)多孔ptfe中心房心耳的心肌细胞的萌发(cmc

心肌细胞。由苏木精

伊红染色。放大倍数x250)和(b)完整laa组织的心肌结构(cmc

心肌细胞。由苏木精

伊红染色。放大倍数x250)。
[0091]
参考对带有覆盖有多孔ptfe的植入夹具的心房心耳的组织学和组织化学研究,可以得出如下结论:
[0092]

laa心肌细胞(心肌细胞、结缔组织、血管)活跃地萌发到多孔ptfe中,如覆盖所述夹具装置的ptfe材料的孔中的许多肌肉细胞、血管和结缔组织的苏木精

伊红染色所证明;
[0093]

萌发到多孔ptfe中的laa心肌组织在功能上是一致的,如通过心肌细胞中识别的能量代谢酶(即乳酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶)是代谢活性的指示所证明的。尽管与参照样品(完整的laa组织)中的酶活性相比酶活性稍低,但可以认为,在laa组织夹紧的较长时段中,在多孔ptfe中萌发的心肌细胞将示出更显著的代谢活性,这是由于合成材料的存在引起的结构和适应性重排;
[0094]

生长到多孔ptfe中的laa肌肉组织保留其胆碱能神经支配,如通过检测到的细ache阳性神经纤维所证明的,甚至在多孔ptfe的更深层中可见该细ache阳性神经纤维。
[0095]
因此,所要求保护的装置利用闭合后冲击力的控制选项确保了第一夹爪和第二夹爪从分开位置转换到夹紧位置的平稳和无冲击效果,并且减轻了夹紧位置随着时间的影响。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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