Криоаппликатор



Криоаппликатор
Криоаппликатор
Криоаппликатор

 


Владельцы патента RU 2580037:

Чекалкин Тимофей Леонидович (RU)
Мельник Даниила Даниловна (RU)
Дамбаев Георгий Цыренович (RU)
Мухамедов Марат Рафкатович (RU)
Гюнтер Сергей Викторович (RU)
Иванов Александр Николаевич (RU)
Мерзликин Николай Васильевич (RU)
Анисеня Илья Иванович (RU)
Фатюшин Михаил Юрьевич (RU)
Меркулова Ольга Николаевна (RU)

Изобретение относится к криогенной технике и может использоваться в криомедицине. Криоаппликатор содержит депо для жидкого криоагента, выполненное из проницаемо-пористого никелида титана в форме продолговатого цилиндра с рабочим участком на торце одного конца и термоизолированной рукоятью на втором конце. Депо для жидкого криоагента образовано объемом гранул никелида титана, сформованным и зафиксированным тканевой оболочкой из никелида титана, а поверхность рабочего участка депо для жидкого криоагента выполнена выпуклой. Использование изобретения позволяет расширить область применения устройства в труднодоступных местах и объектах нерегулярной формы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к криогенной технике и может использоваться в технологических процессах, а также в криомедицине.

Открытие и научное обоснование паранормальных свойств объектов неживой и живой материи при глубоком охлаждении породили широкое практическое использование этих свойств в различных областях техники. Качественный скачок в развитии электротехники и электроники, ядерной физики и медицины обусловлен введением приема глубокого (ниже 120 К) охлаждения рабочего тела или живой ткани.

Используемой в медицине криогенной технике предписаны жесткие правила безопасности. К ним относятся: управление и контроль дозировки охлаждения, строгая локализация воздействия, доступность и простота работы в условиях лечебного учреждения. Эти требования определили две основные и взаимосвязанные задачи - разработку криосредств медицинского назначения - выбор подходящего криоагента и средства доставки его в зону воздействия.

В качестве криоагента, чаще всего как наиболее доступный и инертный, используют жидкий азот, имеющий температуру кипения -196°C. Теплопередачу и транспорт тепла, в простейшем случае, осуществляют омыванием жидкостью криоагента или обдуванием ее парами. Более эффективны в этой функции технические средства - посредники. В уровне этой техники известны примитивные устройства и приемы: увлажнение охлаждаемого участка смоченным тампоном (Шенталь В.В. и др. Практическая хирургия. М., 1995. с. 19-21), использование капли замерзающей жидкости на поверхности объема (Патент РФ №2237449) и другие, также малосовершенные аналоги.

Существенным сдвигом в уровне техники представляются мобильные предварительно охлажденные медные диски (Снарская Е.С. и др. Базалиома. М.: Медицина, 2003. с. 55) и влагопроницаемое депо. Последние более эффективны, поскольку аккумулируют запас «холода» в тепле депо и в испаряющемся криоагенте. Двойной механизм выделения «холода» делает процесс охлаждения более длительным и равномерным. Из таковых самыми эффективными оказались криоаппликаторы, содержащие депо для жидкого криоагента, выполненное из проницаемо-пористого никелида титана. Данный сплав, кроме весьма полезных для быта, (в частности, для медицинских нужд) физических свойств, обладает значительной теплоемкостью и оптимальной скоростью теплопередачи - определяющими техническими параметрами криоаппликатора.

Известен криоаппликатор, основой которого служит депо для жидкого криоагента (криодепо), которое выполнено из пористо-проницаемого никелида титана. Приспособленный для паллиативного или радикального лечения различных болезней, криоаппликатор оснащен эргономичной теплоизолированной рукоятью, формой и размерами адекватной лечебной ситуации. (Пористо-проницаемые криоаппликуаторы из никелида титана в медицине. Т. 9 монографии «Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы» / под ред. В.Э. Гюнтера. - Томск, 2010. С. 194, 236, 241)

Основная часть монолитного объема криодепо выполнена в виде цилиндра с необработанной поверхностью пористой структуры. Этот участок конусообразным сужением переходит в рабочий отрезок меньшего сечения, с частично завальцованными выходами проницаемых пор. Торцевая поверхность рабочего отрезка отполирована для снижения эффекта примораживания.

Криодепо криоаппликатора погружают в жидкий азот и охлаждают до прекращения кипения. Аппликацию холодом осуществляют приведением в контакт и легким прижатием торцевой поверхности криоаппликатора к заинтересованному участку ткани. Время экспозиции и количество циклов определяются регламентом лечения и тепловыми характеристиками криодепо.

Известный криоаппликатор обладает рядом достоинств, соответствует вышеупомянутым условиям и получает все большее распространение в криомедицине. Без больших конструктивных доработок он может применяться в различных областях техники и научных исследованиях.

По наибольшему сходству с предлагаемым решением этот аналог выбран в качестве прототипа.

К недостаткам прототипа следует отнести жесткую заданность криоконтакта и обусловленную этим ограниченность применения в обслуживаемых объектах с нерегулярной формой.

Технический результат предлагаемого изобретения - расширение области применения к объектам нерегулярной формы.

Указанный технический результат достигается тем, что в криоаппликаторе, содержащем эргономичной формы депо для жидкого криоагента, выполненное из никелид-титанового материала с влагопроницаемой структурой, депо для жидкого криоагента (криодепо) выполнено в виде объема гранул никелида титана, сформованного и зафиксированного тканевой оболочкой из никелида титана.

Совокупность перечисленных свойств, предлагаемого криоаппликатора, позволяет реализовать технический результат, а ее оригинальность свидетельствует о соответствии предложения критерию «изобретательский уровень».

Предпочтительно использование гранул никелида титана с пористо-проницаемой структурой.

Предпочтителен выбор поперечных размеров гранул в интервале 0,5-3,0 мм.

Предпочтительна выпуклая форма рабочего участка криодепо, с размерами выпуклости, адекватными размерам охлаждаемого участка объекта.

Современной технологии обработки мартенситного сплава никелида титана доступно волочильное производство тонкой (до 30 мкм) нити, механическая прочность которой позволяет изготовить из нее текстильную или трикотажную ткань. Благодаря эластичности самой нити, усиленной деформационной эластичностью гнуто сформованной в структуре, последняя обладает эластичностью, превышающей известные ткани из природных или синтетических материалов. Изготовленная из такой ткани замкнутая форма легко и обратимо деформируема.

Объем гранул никелида титана, подобно любым сыпучим объектам, принимает форму содержащего его сосуда с возможностью ее изменения. Таким образом, комплекс, образованный объемом гранул никелида титана, ограниченный оболочкой из никелид-титановой ткани под действием внешней силы может изменять свою форму с последующим принудительным возвратом к первоначальной.

Рациональная, с точки зрения доступности и удобства ручной манипуляции, форма такого комплекса позволяет создать заданное и вариабельное пятно контакта с объектом взаимодействия. В частности, выпуклая поверхность, например торцевая поверхность 5 криодепо 6, выполненного в виде продолговатого цилиндра (фиг. 2), позволяет силой прижатия менять площадь соприкосновения от малой (касания в точке) до максимальной, определяемой возможностью деформации задействованного участка (фиг. 3).

Консолидированный объем гранул, ограниченный тканью, влагопроницаем. Теплоемкость («холодоемкость») такой структуры, пропитанной жидким криоагентом, определяется суммарной теплоемкостью отдельных гранул и объемом криоагента в пустотах. Из простых физических представлений процесса теплопередачи очевидно, что «холодоемкость» зависит от размеров гранул, т.е. от соотношения их суммарного объема и суммарной поверхности. Для медицинских целей опытным путем определен оптимальный для величины и скорости теплопередачи интервал размеров используемых гранул. Он составил 2÷100 мкм.

Проницаемые поры в гранулах увеличивают суммарную поверхность, омываемую криоагентом при охлаждении криодепо, и потому являются дополнительным приемом вариации его технических характеристик.

На фиг. 4 представлены временные температурные характеристики нагрева модельной структуры предлагаемого устройства. Значительное увеличение времени нагрева (кривая 7, фиг. 4) по сравнению с равным объемом чистого жидкого азота (кривая 8, фиг. 4) дает возможность варьировать экспозицию действия криоаппликатора, обеспечивая сопутствующий технический результат.

Досмотренный уровень техники свидетельствует о соответствии предложения критерию «изобретательский уровень».

На иллюстрациях представлено:

Фиг. 1 - криоаппликатор-прототип: 1 - криодепо; 2 - конусообразное сужение; 3 - рабочий отрезок; 4 - рукоять.

Фиг. 2. - предлагаемый криоаппликатор: 5 - торцевая поверхность; 6 - криодепо.

Фиг. 3 - проекции пятна криоконтакта с изменением силы прижатия криоаппликатора.

Фиг. 4- временные температурные зависимости нагрева модели (кривая 7) и чистого жидкого азота (кривая 8).

Фиг. 5 - формоизменения криодепо.

Пример. Конкретная реализация предлагаемого изобретения, иллюстрирующая достижимость технического результата, выполнена в виде лабораторного макета криоаппликатора с проведением тепловых измерений и натурной апробации его работы.

Изготовленная модель криодепо устройства оформлена в виде композиции объема гранул никелида титана и облегающей его оболочки из никелид-титановой сетчатой ткани. Форма криодепо представлена на фиг. 2 - для корректного сопоставления максимального схода с формой устройства-прототипа (фиг. 1). Продолговатое цилиндрообразное тело криодепо имеет размеры: длина 80 мм, диаметр 18 мм. Для безопасной активации устройства и эргономных рабочих манипуляций оно снабжено термоизолированной рукоятью из никелида титана с пластиковой деформацией.

Рабочий конец криодепо имеет выпуклую форму с уменьшением радиуса кривизны к центру выпуклости.

Гранулы никелида титана с преимущественными поперечными размерами из интервала 0,5-2 мм помещены в сетчатую тканевую оболочку и умерено уплотнены. Сетчатая ткань оболочки изготовлена по текстильной технологии из никелид-титановой нити толщиной 40 мкм. Расстояние в ткани между соседними нитями 60 мкм.

Устройство работает, а его натуральные испытания, адекватные функциональному действию, проведены следующим образом.

В качестве лабораторной модели охлаждаемого объекта для наглядной визуализации процесса выбран слой, толщиной 5 мм, тонковолокнистого фетра, увлажненного подкрашенной водой и наложенный на пластиковую подложку.

Криодепо устройства активировано погружением в жидкий азот и выдержкой его в погруженном состоянии до прекращения кипения жидкости в окрестности устройства.

После извлечения из криостата, незамедлительно, устройство вводится в соприкосновение с охлажденной моделью и последовательно, начиная с касания вершиной выпуклого рабочего участка криодепо (фиг. 3), и дискретно увеличивая силу прижатия. Деформация рабочего участка приводит к увеличению пятна соприкосновения с моделью и расширению зоны промораживания (фиг. 3).

Манипуляционные возможности, подтверждающие технический результат, кроме вариации зоны промораживания, расширены также управляемым формоизменением тела криодепо, позволяющим угловую вариацию доступа в рабочую зону (фиг. 5).

Готовность устройства к широкой реализации, доступность комплектующих деталей и технологии изготовления соответствуют критерию изобретения «промышленная применимость».

1. Криоаппликатор, содержащий депо для жидкого криоагента, выполненное из проницаемо-пористого никелида титана в форме продолговатого цилиндра с рабочим участком на торце одного конца и термоизолированной рукоятью на втором конце, отличающийся тем, что депо для жидкого криоагента образовано объемом гранул никелида титана, сформованным и зафиксированным тканевой оболочкой из никелида титана, а поверхность рабочего участка депо для жидкого криоагента выполнена выпуклой.

2. Криоаппликатор по п. 1, отличающийся тем, что размер гранул никелида титана выбран в интервале 0,5-3,0 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для лечения больных с трофическими язвами. Для этого поверхность язвы обрабатывают тампоном, смоченным физиологическим раствором.
Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии и медицинской криологии, и может быть использовано для лечения хронического тонзиллита. Для этого осуществляют криокислородное воздействие путём распыления под повышенным давлением сжиженного кислорода температурой -183°C или азот-кислородной смеси температурой -196°C.

Изобретение относится к медицине, а именно к дерматологии и медицинской криологии, и может быть использовано для лечения заболеваний кожи. Для этого на патологический очаг распыляют под повышенным давлением сжиженный кислород температурой -183°C или азот-кислородную смесь температурой -196°C.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к криоаппликаторам. Аппарат содержит корпус и крышку, в которой выполнен канал для отвода паров хладагента, сосуд для хладагента, канюлю для подачи хладагента из сосуда в съемную насадку.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к криоаппликаторам. Аппарат содержит корпус, крышку, в которой выполнен канал для отвода паров хладагента, сосуд для хладагента, канюлю для подачи хладагента из сосуда в съемную насадку.

Изобретение относится к медицине, а именно костной онкологии, и может быть использовано для лечения опухолей и опухолеподобных поражений костей. Для этого осуществляют выделение патологического очага, резекцию опухоли или опухолеподобного поражения, трехкратное криовоздействие на поверхность пострезекционного дефекта кости и ушивание раны.
Изобретение относится к медицине и касается лечения дегенеративно-воспалительных заболеваний позвоночника или суставов конечностей. Для этого используют криогенно-криокислородное воздействие на зоны, вовлеченные в патологический процесс в определенной последовательности.

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для лечения веррукозной формы лейкоплакии слизистой оболочки полости рта. Для этого за 30 минут перед проведением криодеструкции под слизистую оболочку очага лейкоплакии вводят 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты с помощью туберкулинового шприца.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для локального криовоздействия на ткани, и может быть использовано в хирургии, дерматологии и стоматологии.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к установкам для криоэкстремального воздействия на кожные покровы. Криотерапевтическое устройство содержит вертикально расположенную кабину с дверью, систему подготовки криогенного газа и средства подачи его в кабину, блок управления.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к криогенным аппаратам. Криогенный распылитель содержит емкость для жидкого азота с герметизирующей головкой, в которой выполнены канал сброса повышенного давления азота и канал конденсора в виде металлической трубки, начальная часть которого жестко закреплена на наружной поверхности герметизирующей головки и снабжена клапаном контроля подачи и патрубком подачи кислорода или озонкислородной газовой смеси. Конечная часть выведена на наружную поверхность рабочей головки и снабжена съемной распыляющей насадкой. Клапан контроля подачи имеет пусковой рычаг, а конденсор выполнен погружным в емкость для жидкого азота, при этом нижняя часть погружного конденсора имеет от одной до нескольких петель радиатора, диаметр которых меньше диаметра горловой части емкости для жидкого азота. Использование изобретения позволяет повысить КПД и клиническую универсальность. 1 ил.
Изобретение относится к медицине, а именно к урологии. Выполняют трансуретральную резекцию предстательной железы, с созданием канала на 12 часов и последующим расширением его в пределах от 11 до 1 часа. При этом предоперационно пациенту вводят дутастерид 0,5 мг × 1 раз в день в течение трех месяцев. Осуществляют биполярную трансуретральную резекцию предстательной железы в физиологическом растворе с формированием канала в простате петлей биполярного резектоскопа, начиная с шейки мочевого пузыря, на 12 часов условного циферблата глубиной до 3 мм, с расширением его от 11 до 1 часа. Завершают формирование канала резекцией боковых долей предстательной железы на 5 и 7 часов толщиной до 5 мм от шейки мочевого пузыря до семенного бугорка. В послеоперационном периоде пациенту продолжают вводить дутастерид 0,5 мг × 1 раз в день до достижения объема простаты не более 40 см. куб. Способ позволяет значительно уменьшить число осложнений оперативного лечения, восстановить самостоятельное мочеиспускание или значительно улучшить его, повысить качество жизни этих пациентов. 2 пр.
Наверх