Хирургический режущий инструмент

 

Использование: в различных областях хирургии. Сущность изобретения: хирургический режущии инструмент, содержащий рукоятку 3 и соединенный с ней рабочий наконечник 1 из керамики на основе оксида алюминия неразъемно соединенный с рукояткой 3 скрепляющим материалом 4 и выполненный из поликристаллической керамики на основе альфа - оксида алюминия со средним размером зерна 0,1 - 3,0 мкм, при этом инструмент может иметь рукоятку 3, выполненную из поликристаллической керамики на основе альфа-оксида алюминия с размером зерна от 10 до 50 мкм и кажущейся плотностью 3,8 - 4,0 г/см³, а в качестве скрепляющего материала 4 может быть использована поликристаллическая керамика с температурой деформации 1000 - 1300^oС. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности касается хирургического режущего инструмента, и может быть использовано в различных хирургических операциях.

Известен хирургический режущий инструментSU, A, 1463253} содержащий рукоятку, на которой под углом установлен рабочий наконечник в виде монокристалла в форме трапецеидальной призмы, со стороны большего основания трапеции имеющий слой особо твердого материала из нитрида кремния толщиной 0,00001-0,00005 мм. При этом слой особо твердого материала образует режущую кромку.

Этот инструмент обладает следующими недостатками. Во-первых, технология его изготовления осложнена, в частности, тем, что процесс его изготовления предусматривает нанесение на рабочий наконечник чрезвычайно тонкого керамического покрытия, что довольно сложно осуществить по существующим технологиям. Кроме того, довольно сложно получить монокристаллический рабочий наконечник трапецеидальной формы, т.к. при этом необходимо выкрасить монокристалл и придать ему требуемую сложную форму.

Известен также хирургический режущий инструмент, содержащий соединенные между собой скрепляющим материалом (легкоплавким стеклом с температурой деформации 320-600 градусов Цельсия) рукоятку и сапфировый рабочий наконечник SU, A, 1600727} Однако такой инструмент не выдерживает хорошей стерилизации (прокаливания), т.к. при этом требуются высокие температуры, предусмотренные современными требованиями медицины, приводящие к деформации материала, скрепляющего рукоятку с рабочим наконечником.

При этом технология изготовления этого инструмента осложнена тем, что его рабочий наконечник выполнен из дорогостоящего монокристалла сапфира, сложного при выращивании и механической обработке.

Кроме того, присутствие в легкоплавких стеклах оксидов щелочных и щелочноземельных металлов оказывает вредное влияние на организм человека.

Известен хирургический режущий инструмент, содержащий рабочий наконечник из керамики на основе оксида алюминия, соединенный с рукояткой, а также нагревательный элемент и проводники для подключения нагревательного элемента к источнику питания [1] Для использования этого инструмента необходимо подавать на входящий в его конструкцию нагревательный элемент энергию высокочастотных колебаний, что усложняет изготовление и эксплуатацию инструмента.

Кроме того, наличие в конструкции этого инструмента элементов из ферромагнитного материала на основе железа, никеля, кобальта или их сплавов (недостаточно коррозионностойких и биологически активных) ухудшает надежность инструмента при эксплуатации.

Требования, предъявляемые к хирургическим режущим инструментам: инертность в биологических средах; отсутствие коррозии; нетоксичность; простота стерилизации; возможность стерилизации в химических, а также других агрессивных средах и при высоких температурах (свыше 1000 градусов Цельсия); возможность разъединения тканей за счет режущего эффекта, а не размножения и давления на них; отсутствие эффекта "пилы" за счет микронеровностей режущей кромки;
отсутствие механического обслуживания (перезаточки) инструмента в течение всего периода эксплуатации;
надежность и удобство в эксплуатации.

В основу настоящего изобретения положена задача разработать хирургический режущий инструмент упрощенной конструкции, надежный в эксплуатации и удовлетворяющий всем требованиям, предъявляемым к инструментам такого назначения.

Поставленная задача решена тем, что в хирургическом режущем инструмента, содержащем рукоятку и соединенный с рукояткой рабочий наконечник из керамики на основе оксида алюминия, согласно изобретению, рабочий наконечник неразъемно соединен с рукояткой скрепляющим материалом и выполнен из поликристаллической керамики на основе альфа-оксида алюминия со средним размером зерна 0,1-3,0 мкм.

При этом рекомендуется, чтобы рукоятка была выполнена из поликристаллической керамики на основе альфа-оксида алюминия со средним размером зерна 10-50 мкм и с кажущейся плотностью 3,8-4,0 г/см³.

Предлагаемый хирургический режущий инструмент имеет упрощенную конструкцию, поскольку состоит только из неподвижно соединенных скрепляющим материалом рабочего наконечника и рукоятки (и в нем отсутствуют такие конструктивно сложные детали, как нагревательный элемент).

Инструмент по предлагаемому изобретению надежен в эксплуатации и обеспечивает при работе с ним возможность разъединения тканей за счет режущего эффекта, а не размозжения и давления на них, материал и технология изготовления рабочего наконечника предусматривают его выполнение с углами заточки от 12 до 90^о при ширине режущей кромки не более 0,4 мкм (материал рабочего наконечника имеет предел прочности на изгиб не менее 430 МПа, коэффициент интенсивности напряжения К1с не ниже 4,5 МН/см, модуль Вейбулла не ниже 10, твердость не менее 9,2 ГПа при кажущейся плотности не ниже 4,0 г/см³ и среднем размере зерна от 0,1 до 3,0 мкм). Инструмент универсален, т.к. может применяться для различных видов хирургических операций.

Материал рабочего наконечника нетоксичен, коррозионностоек и биологически инертен (выдерживание в течение 100 ч в соляной кислоте с массовой концентрацией 20% при 20^оС не приводит к потере массы образца).

Инструмент сохраняет все технические характеристики (в частности, режущие свойства) при многократном использовании без перезаточки рабочего наконечника. Отсутствие эффекта "пилы" улучшает его режущие свойства.

Инструмент может иметь различные цветовые решения и формы рабочего наконечника и рукоятки, обеспечивающие комфортность при работе с ним.

В качестве скрепляющего материала можно использовать любой известный материал, удовлетворяющий требованиям современной медицины, обладающий адгезией по отношению к материалам, из которых изготовлены рабочий наконечник и рукоятка.

На фиг. 1 а-в представлен инструмент с углом заточки режущей кромки 12-15^о, предназначенный для отделения кожного апоневроза от подкожной клетчатки, при этом а инструмент, вид сбоку; б вид его рабочего наконечника сверху; в вариант выполнения его рабочего наконечника, вид сбоку; на фиг. 2 а-ж то же, с углом заточки режущей кромки 80-85^о, предназначенный для отделения надкостницы от костей туловища и конечностей, при этом а инструмент, вид сбоку; б-ж варианты выполнения его рабочего наконечника; на фиг. 3 а,б инструмент, предназначенный для микрохирургических операций, при этом а и б варианты выполнения этого инструмента, отличающиеся формой ручки и видом скрепления ее с рабочим наконечником, в разрезе; на фиг. 4 а,б инструмент, предназначенный для скелетирования костей черепа, для выделения сосудисто-нервных пучков головы и шеи, при этом а инструмент, вид сбоку; б то же, вид сверху, разрез по сечению А-А на фиг. 4,а; на фиг. 5 инструмент, предназначенный для трепанации черепа, при этом 5,а рабочий наконечник, вид сбоку, 5, б то же, вид сверху по сечению В-В на фиг. 5,а, и 5,в то же, вид сбоку, в разрезе.

Предлагаемый инструмент содержит рабочий наконечник 1 с режущей кромкой 2, и рукоятку 3, соединенную с ним скрепляющим материалом 4. При этом, если предлагаемый инструмент предназначен для скелетирования костей черепа, для выделения сосудисто-нервных пучков головы и шеи (фиг. 4,а и б), рукоятка может быть выполнена в виде двух пластин 5 и 6, соединенных между собой траверсой 7.

В качестве материала рабочего наконечника может быть использован любой поликристаллический керамический материал на основе альфа-оксида алюминия со средним размером зерна от 0,1 до 3,0 мкм. Использование других полиморфных модификаций оксида алюминия приводит к ухудшению физико-механических свойств инструмента, а следовательно, снижает его надежность в эксплуатации.

При увеличении средних размеров зерна более 3,0 мкм за счет повышения шероховатости поверхности нельзя получить требуемую ширину режущей кромки.

Рукоятка может быть выполнена из любого материала, предусмотренного современными требованиями медицины. При этом выполнение рукоятки предлагаемого инструмента из поликристаллической керамики на основе альфа-оксида алюминия со средним размером зерна 10-50 мкм и кажущейся плотностью 3,8-4,0 г/см³, при использовании в качестве скрепляющего материала (поликристаллическая керамика с температурой деформации 1000-1300^оС позволяет подвергать инструмент высокотемпературной стерилизации, а также многократно его использовать без деформации при сохранении эксплуатационных характеристик.

Предлагаемый инструмент универсален, поскольку может быть использован для широкого круга хирургических операций, в частности:
пластические операции отделения кожного апоневроза от подкожной клетчатки;
отделение надкостницы от костей туловища и конечностей;
микрохирургические операции: выделение мышотчатых артериальных аневризм, отделение и выделение капсулы опухоли головного мозга, выделение сосудов из кожи для создания анастемозов;
скелетирование костей черепа для выделения сосудисто-нервных пучков головы и шеи;
трепанация черепа и др.

Формула изобретения

1. ХИРУРГИЧЕСКИЙ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий рукоятку и соединенный с рукояткой рабочий наконечник из керамики на основе оксида алюминия, отличающийся тем, что рабочий наконечник неразъемно соединен с рукояткой скрепляющим материалом и выполнен из поликристаллической керамики на основе альфа-оксида алюминия со средним размером зерна 0,1 - 3,0 мкм.

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что рукоятка выполнена из поликристаллической керамики на основе альфа-оксида алюминия с размером зерная 10 - 50 мкм и кажущейся плотностью 3,8 - 4,0 г/см³, а в качестве скрепляющего материала использована поликристаллическая керамика с температурой деформации 1000 - 1300^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5