Хирургический сшивающий инструмент с дозатором медицинских препаратов

Хирургический сшивающий инструмент с дозатором медицинских препаратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА СМЕЖНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящая заявка является частичным продолжением заявки, испрашивающей приоритет в соответствии с §120 раздела 35 Кодекса законов США в отношении находящейся на одновременном рассмотрении заявки на патент США «ХИРУРГИЧЕСКИЙ СШИВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ С ДОЗАТОРОМ МЕДИЦИНСКИХ ПРЕПАРАТОВ, КОТОРЫЙ ПРИВОДИТСЯ В ДЕЙСТВИЕ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОАКТИВНОГО ПОЛИМЕРА» от 1 июня 2005 г. с серийным № 11/141753, заявляющей преимущество в соответствии с §119(e) раздела 35 Кодекса законов США предварительной заявки на патент США «ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ШАРНИРНЫМ МЕХАНИЗМОМ» от 28 июля 2004 г. с серийным № 60/591694, которые полностью включены в настоящий документ путем ссылки. Настоящая заявка также является частичным продолжением заявки, испрашивающей приоритет в соответствии с §120 раздела 35 Кодекса законов США в отношении находящейся на одновременном рассмотрении заявки на патент США «ОДНОРАЗОВОЕ ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО И ХИРУРГИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ В СЕБЯ ДАННОЕ УСТРОЙСТВО» от 30 марта 2007 г. с серийным № 11/731521, которая является продолжением заявки на патент США «ОДНОРАЗОВОЕ ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО И ХИРУРГИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ В СЕБЯ ДАННОЕ УСТРОЙСТВО» от 10 ноября 2005 г. с серийным № 11/271234, которые представлены в патентной публикации США № 7354447 от 8 апреля 2008 г. и полностью включены в настоящий документ путем ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом относится к хирургическим сшивающим инструментам, которые позволяют накладывать ряды скоб на ткань при одновременном рассечении ткани между рядами скоб, и, в частности, к внесению улучшений, которые относятся к таким сшивающим инструментам, а также к внесению улучшений в способы получения различных деталей таких сшивающих инструментов. В настоящей заявке также описаны устройства, которые относятся в целом и в различных вариантах осуществления к одноразовому загрузочному устройству, выполненному с возможностью присоединения к хирургическому инструменту многоразового использования, а также к хирургическим инструментам, включающим в себя одноразовое загрузочное устройство.

Специалистам в данной области известны хирургические инструменты, которые используют для одновременного выполнения продольных разрезов тканей и наложения рядов скоб на противоположные от разреза стороны. Ткани могут включать в себя, например, человеческие ткани, ткани животных, мембраны, а также другие органические субстанции. Как правило, такие хирургические инструменты включают в себя две противолежащие бранши, которые смыкаются, чтобы захватить или зажать ткань между ними и режущей поверхностью. При эндоскопическом или лапароскопическом применении противолежащие бранши могут проходить через канал канюли. Одна из браншей обычно удерживает картридж со скобами, имеющий по меньшей мере два латерально расположенных ряда скоб и совмещенные со скобами толкатели. Другая бранша выполнена с возможностью перемещения между открытым положением и закрытым положением и образует упорную пластину, имеющую скобоформирующие углубления, соответствующим образом совмещенные с рядами скоб в картридже со скобами. Такие инструменты могут также включать в себя клин, который при приведении в действие последовательно контактирует с толкателями, чтобы проталкивать скобы через ткань в направлении упорной пластины.

Пример хирургического сшивающего инструмента, допустимого для эндоскопического использования, описан в патенте США № 5465895. Его преимуществом является возможность выполнения отдельных действий - смыкания браншей и наложения скоб. Врач может сомкнуть бранши на ткани, чтобы придать ей надлежащее положение перед наложением скоб. Если врач считает, что бранши удерживают ткань надлежащим образом, он может привести в действие хирургический сшивающий инструмент, таким образом рассекая и сшивая ткань. Одновременное рассечение и сшивание исключают осложнения, которые могут возникать при последовательном выполнении этих операций разными хирургическими инструментами, например, только режущими или только сшивающими.

Тем не менее, в результате таких действий ткань может быть сильно травмирована. Как правило, снизить риск инфицирования и/или значительно улучшить процесс заживления и обеспечить надлежащую герметизацию разреза возможно путем доставки достаточного количества медицинских препаратов к месту травмирования ткани. Применение медицинских препаратов в месте травмирования ткани часто осуществляется с помощью средств, отличных от хирургического инструмента, с помощью которого выполняли разрез и накладывали скобы. Такие средства обычно повышают сложность процедуры и ее стоимость. Однако они часто необходимы, поскольку многие хирургические инструменты, которые используют для одновременного рассечения ткани и наложения скоб, не приспособлены для размещения и доставки необходимого количества медицинских препаратов к месту травмирования ткани, при этом доставка некоторых медицинских препаратов к месту травмирования ткани с помощью хирургического инструмента может привести к невозможности повторного использования такого хирургического инструмента.

Представленное выше описание приведено только как иллюстрация данной области техники и не должно рассматриваться в качестве отрицания объема формулы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В различных вариантах осуществления представлен узел хирургического инструмента. По меньшей мере в одном варианте осуществления узел может содержать корпус, режущий элемент, сравнительно подвижный относительно корпуса, и картридж для препарата, присоединенный к корпусу. В таких вариантах осуществления режущий элемент может содержать режущую поверхность, тело, включающее в себя первую поверхность, и паз, по меньшей мере частично определяемый первой поверхностью. Дополнительно в таких вариантах осуществления картридж для препарата может включать в себя полость, выполненную с возможностью размещения в ней медицинского препарата. Кроме того, в этих вариантах осуществления паз режущего элемента может сообщаться по текучей среде с полостью. Также в этих вариантах осуществления паз может быть выполнен с возможностью доставки медицинского препарата из полости, расположенной в непосредственной близости от режущей поверхности.

По меньшей мере в одном варианте осуществления представлен узел хирургического инструмента, который может содержать корпус, сравнительно подвижный относительно корпуса элемент и картридж для препарата. В этих вариантах осуществления элемент может содержать режущую поверхность, тело, включающее в себя первую поверхность, и канал, по меньшей мере частично определяемый первой поверхностью. Дополнительно в этих вариантах осуществления картридж для препарата может включать в себя часть для хранения препарата, выполненную с возможностью размещения в ней медицинского препарата. Кроме того, в этих вариантах осуществления канал элемента может сообщаться по текучей среде с частью для хранения медицинского препарата. Также в этих вариантах осуществления канал может быть выполнен с возможностью доставки медицинского препарата из части для хранения медицинского препарата непосредственно к режущей поверхности.

Хирургический инструмент представлен в различных вариантах осуществления. По меньшей мере в одном варианте осуществления хирургический инструмент может содержать рамку, сравнительно подвижный относительно рамки элемент и картридж для препарата. В таких вариантах осуществления элемент может содержать режущую поверхность, тело, включающее в себя первую поверхность, и паз, по меньшей мере частично определяемый первой поверхностью. Дополнительно в этих вариантах осуществления картридж для препарата может включать в себя часть для хранения медицинского препарата, выполненную с возможностью размещения в ней медицинского препарата. Кроме того, в этих вариантах осуществления паз элемента может сообщаться по текучей среде с частью для хранения медицинского препарата. Также в этих вариантах осуществления паз может быть выполнен с возможностью доставки медицинского препарата из части для хранения медицинского препарата непосредственно к режущей поверхности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Новые характеристики вариантов осуществления, описанные в настоящем документе, подробно изложены в приложенной формуле изобретения. Однако варианты осуществления изобретения с точки зрения конструкции и способов функционирования станут более понятными из представленного ниже описания со ссылками на сопроводительные фигуры, как описано далее.

На фиг.1 представлен вид в перспективе хирургического сшивающего и режущего инструмента, имеющего верхнюю браншу (упорную пластину) с гидравлическим приводом в открытом положении и вал из электроактивного полимера (ЭАП) для дозирования медицинского препарата.

На фиг.2 представлен вид в перспективе разобранной рабочей части хирургического сшивающего и режущего инструмента, изображенного на фиг.1.

На фиг.3 представлена вертикальная проекция вида сбоку левой стороны рабочей части хирургического сшивающего и режущего инструмента, изображенного на фиг.1, в поперечном сечении, проходящем по существу вдоль продольной оси, а также через смещенный относительно оси ЭАП-шприц и емкость, сообщающуюся по текучей среде с дозирующим пазом в спусковом стержне трехрогого элемента.

На фиг.4 представлен детальный вид сбоку левой стороны дистальной части рабочей части хирургического сшивающего и режущего инструмента, изображенного на фиг.1, в поперечном сечении, проходящем по существу вдоль продольной оси, но демонстрирующий латерально смещенный привод эластичного баллона для жидкости, который открывает упорную пластину.

На фиг.5 представлен детальный вид сбоку левой стороны спускового стержня трехрогого элемента, включающего каналы для медицинского препарата.

На фиг.6 представлен детальный вид левой стороны дистальной части рабочей части хирургического сшивающего и режущего инструмента, изображенного на фиг.4, в поперечном сечении, проходящем по существу вдоль продольной оси, с закрытой упорной пластиной.

На фиг.7 представлен детальный вид левой стороны спускового стержня трехрогого элемента, изображенного на фиг.6.

На фиг.8 представлен детальный вид сверху присоединяемой части нижней бранши (желоб для скоб) концевого зажима и удлиненного вала в поперечном сечении по линии 8-8, которую используют для наведения спускового стержня трехрогого элемента.

На фиг.9 представлен вид спереди направителя спускового стержня рабочей части хирургического сшивающего и режущего инструмента, изображенного на фиг.2.

На фиг.10 представлен вид левой стороны направителя спускового стержня, изображенного на фиг.9, в поперечном сечении по линии 9-9.

На фиг.11 представлена вертикальная проекция вида спереди удлиненного вала хирургического сшивающего и режущего инструмента, изображенного на фиг.3, выполненная по линии 11-11, проведенной через дистальный конец ЭАП-шприца для медицинских препаратов.

На фиг.12 представлен вид левой стороны ЭАП-шприца для медицинских препаратов, изображенного на фиг.11.

На фиг.13 представлен вид левой стороны рабочей части хирургического сшивающего и режущего инструмента, изображенного на фиг.1, частично в разрезе для демонстрации проксимальных креплений для ЭАП-шприца для медицинских препаратов.

На фиг.14 представлен детальный вид левой стороны ЭАП-шприца для медицинских препаратов и гнезда удлиненного вала хирургического сшивающего и режущего инструмента, изображенного на фиг.13.

На фиг.15 представлен вид сверху спускового стержня хирургического сшивающего и режущего инструмента, изображенного на фиг.2.

На фиг.16 представлен вид сбоку левой стороны слоистого спускового стержня с внутренним каналом для текучей среды в полуразрезе в хирургическом сшивающем и режущем инструменте, изображенном на фиг.1.

На фиг.17 представлен детальный вид левой стороны альтернативного варианта трехрогого элемента с внутренним каналом для текучей среды в полуразрезе.

На фиг.18 представлена вертикальная проекция вида спереди слоистого спускового стержня, изображенного на фиг.15, в поперечном сечении по линии 18-18 через проксимально открытый паз канала для жидкости.

На фиг.19-20 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.21 представлен вариант осуществления картриджа для препарата.

На фиг.22 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.23 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.24 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.25 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.26 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.27 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.28 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.29 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.30 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.31 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.32 представлен вариант осуществления одноразового загрузочного устройства.

На фиг.33 представлен вариант осуществления хирургического инструмента.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Следует понимать, что фигуры и описания вариантов осуществления упрощены, чтобы продемонстрировать элементы, необходимые для четкого понимания описанных вариантов осуществления, в то время как другие элементы для ясности проигнорированы. Однако специалистам в данной области будет понятно, что эти и другие элементы могут быть желательными. Тем не менее, поскольку эти элементы хорошо известны специалистам и их описание не способствует лучшему пониманию описанных вариантов осуществления, обсуждение таких элементов в настоящем документе не предусмотрено.

Для более полного понимания конструкции, принципов работы, процесса изготовления и использования устройств и способов, описанных в настоящем документе, приведено описание некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения. Один или несколько примеров вариантов осуществления представлены на сопроводительных фигурах. Специалистам в данной области будет понятно, что конкретные устройства и способы, описанные в настоящем документе и проиллюстрированные на сопроводительных фигурах, не являются ограничивающими вариантами осуществления настоящего изобретения, а также что объем данных вариантов осуществления определяется только формулой изобретения. Особенности, проиллюстрированные или описанные применительно к одному варианту осуществления, могут сочетаться с особенностями других вариантов осуществления. Кроме того, если указан порядок этапов в процессе, его можно изменить, или шаги при необходимости можно выполнять одновременно, если это не противоречит логике, или если следовать указанному порядку не требуется однозначно. Предполагается, что объем прилагаемой формулы изобретения охватывает все такие модификации и изменения.

Также следует понимать, что в последующем описании такие термины, как «вперед», «назад», «спереди», «сзади», «справа», «слева», «над», «под», «вверх», «вниз», «проксимально», «дистально», и аналогичные термины используются для удобства и не должны рассматриваться как ограничивающие условия. Последующее описание предназначено для описания различных вариантов осуществления и не предназначено для ограничения прилагаемой формулы изобретения.

Возвращаясь к фигурам, на которых для аналогичных компонентов на нескольких видах использованы аналогичные обозначения, на фиг.1-2 представлен хирургический сшивающий и режущий инструмент 10, способный продемонстрировать уникальные преимущества по меньшей мере в одном варианте осуществления, включая в себя гидравлический привод (например, открытие, закрытие/сжимание) верхней бранши (упорной пластины) 12 концевого зажима 14, а также дозирование медицинского препарата на ткань при рассечении. Гидравлический привод концевого зажима 14 дает возможность разработки ряда вариантов осуществления, что позволяет избежать некоторых конструктивных ограничений традиционных механических сопряжений. Например, можно избежать возможного застревания или выхода из строя какого-либо элемента. Кроме того, дозирование жидкостей на рассеченную ткань позволяет выполнить ряд эффективных терапевтических процедур, таких как нанесение анестетиков, клеев, прижигающих веществ, антибиотиков, коагулянтов и т.д.

Хирургический сшивающий и режущий инструмент 10, изображенный на фиг.2, включает в себя рабочую часть 16, сформированную удлиненным валом 18 и концевым зажимом 14, показанными в виде узла сшивающего инструмента 20. Хирургический сшивающий и режущий инструмент 10 также включает в себя рукоятку 22 (фиг.1), примыкающую проксимально к валу 18. Рукоятка 22 остается снаружи относительно тела пациента, в то время как рабочую часть 16 вводят через хирургическое отверстие или, главным образом, через канюлю троакара, которая формирует пневмоперитонеум для проведения малоинвазивных хирургических процедур.

Левый и правый эластичные баллоны для жидкости (надувные мешки) 24 и 26 удерживаются в задней части 28 желоба для скоб 30. Упорная пластина 12 включает в себя два направленных вовнутрь боковых шарнирных штифта 32 и 34, которые входят в шарнирное зацепление с открытыми наружу боковыми шарнирными гнездами 36 и 38, расположенными в желобе для скоб 30 дистальнее задней части 28. Упорная пластина 12 включает в себя проксимально направленный рычажный лоток 40, который выступает в заднюю часть 28 желоба для скоб 30, возвышаясь над ней и контактируя с эластичными баллонами для жидкости (надувными мешками) 24 и 26 таким образом, что заполнение жидкостью эластичных баллонов 24 и 26 приводит к тому, что дистальная зажимающая секция 41 упорной пластины 12 вращается подобно качелям в направлении картриджа со скобами 42, который удерживается в дистальной части 44 желоба для скоб 30. Опорожнение и сжатие эластичных баллонов для жидкости 24 и 26 или другого эластичного элемента концевого зажима 14 приводит к открытию упорной пластины 12. Левый и правый каналы для отвода жидкости 46 и 48 сообщаются с левым и правым эластичными баллонами для жидкости 24 и 26, соответственно, для двунаправленной передачи жидкости для активации. Необходимо отметить, что заявки в соответствии с настоящим вариантом осуществления могут включать в себя рукоятку 22 с механическим приводом (например, закрывающее пусковое устройство) (не показано), в котором пользователь нажимает на элемент управления, что приводит к закрытию или сжатию концевого зажима 12.

Необходимо принять во внимание, что термины «проксимальный» и «дистальный» используются в настоящем документе по отношению к врачу, удерживающему рукоятку инструмента. Таким образом, узел для наложения скоб 20 расположен дистально по отношению к более проксимальной рукоятке 22. Необходимо также принять во внимание, что для удобства и ясности такие пространственные термины как «вертикальный» и «горизонтальный» используются в настоящем документе по отношению к фигурам. Однако использование хирургических инструментов предполагает множество ориентаций и положений, поэтому указанные термины не являются абсолютными и не ограничивают настоящее изобретение.

Удлиненный вал 18, изображенный на фиг.2, включает в себя рамку 50, проксимальный конец которой присоединен с возможностью вращения к рукоятке 22 (фиг.1) так, что поворотная рукоятка 52 вращает рамку 50 вместе с концевым зажимом 14. Дистальный конец рамки 50 имеет боковые углубления 54, которые зацепляют проксимальный выступ 56 желоба для скоб 30. Рамка 50 включает в себя латерально центрированную нижнюю спусковую щель 58, которая проходит продольно через рамку 50 и может вмещать двухкомпонентный спусковой стержень 60, включая спусковой стержень 62 и дистально прикрепленный трехрогий элемент 64, который, преобразуясь в узле для наложения скоб 20, рассекает и сшивает ткань. Дистальная часть рамки 50 включает в себя верхнюю полость 66, дистальный и проксимальный концы которой сообщаются с дистальным и проксимальным отверстиями 68 и 70, которые находятся между поперечной планкой 72, над которой дистально выступающий зажим 74 зажимной пружины 76 зацепляется за нижний пружинный рычаг 78 и, выступая дистально вниз через верхнюю полость 66, смещает спусковой стержень 62 вниз до зацепления с желобом для скоб 30, в особенности когда нижний пружинный рычаг 78 наталкивается на приподнятую часть 80 на спусковом стержне 62.

Система дозирования медицинского препарата встроена в удлиненный вал 18 путем добавления латерально смещенной цилиндрической полости 90, сформированной в рамке 50, которая сообщается продольно по своей длине с внешней средой через прямоугольное отверстие 92, которое чуть короче шприца 100, изготовленного из электроактивного полимера (ЭАП), который вводят через отверстие 92 в цилиндрическую полость 90. Проксимальная часть цилиндрической полости 90 содержит продольно ориентированную пружину сжатия 102, которая вынуждает дистальный конус дозатора 104 ЭАП-шприца 100 дистально контактировать с рамкой 50 с образованием герметичного уплотнения и позволяет сдвигать ЭАП-шприц 100 для его введения и извлечения. Электрический проводник 106 проходит через рамку 50 и крепится к пружине сжатия 102, также выполненной из проводящего металла. Задняя часть ЭАП-шприца 100 является электропроводной и, соприкасаясь с пружиной 102, образует катод на ЭАП-приводе 110, который удерживается в проксимальной части ЭАП-шприца 100. Необходимо учитывать, что в случае перемещения с проводником 106 другого проводника последний также образует электрическую связь с ЭАП-приводом 110 и служит анодом.

При активации ЭАП-привод 110 вытягивается в продольном направлении и используется в качестве поршня, проталкивающего медицинский препарат 112 в дистальной части ЭАП-шприца 100 через дистальный конус дозатора 104. Поскольку ЭАП-привод 110 латерально сжимается, чтобы компенсировать продольное расширение, уплотнитель поршня 114 обеспечивает поперечное уплотнение в ЭАП-шприце 100. После дозирования медицинского препарата 112 отверстие (не показано), например отверстие вокруг проводника 106, позволяет воздуху заполнить ЭАП-шприц 100 за уплотнителем поршня 114. Чтобы избежать протекания, отверстие может быть выполнено с расчетом на поверхностное натяжение медицинского препарата 112 или может быть выполнено в виде одноходового клапана. Как описано ниже, рамка 50 проводит медицинский препарат 112 к боковому пазу для подачи жидкости 120, выполненному в спусковом стержне 62 и трехрогом элементе 64, чтобы направить медицинский препарат к режущей поверхности 122 трехрогого элемента 64. Размер щели рамки 58 выбран таким образом, чтобы герметично закрывать боковой паз для подачи жидкости 120. Часть бокового паза для подачи жидкости 120, которая находится под пружинным зажимом 76, герметично закрывается направителем спускового стержня 124. В проиллюстрированной версии внешняя оболочка 130 охватывает рамку 50 и проксимально выступающий рычажный лоток 40 упорной пластины 12. Верхнее дистальное отверстие 131 позволяет закрыть упорную пластину 12.

Внешнее прямоугольное отверстие 132 внешней оболочки 130 имеет такой размер и продольное расположение, которые соответствуют прямоугольному отверстию 92 в рамке 50. В некоторых случаях внешняя оболочка 130 может быть повернута для выборочного совмещения прямоугольного отверстия 92 с внешним прямоугольным отверстием 132 для установки и извлечения ЭАП-шприца 100. Необходимо отметить, что в некоторых случаях ЭАП-шприц 100 может быть полностью вмонтирован в удлиненный вал, что не позволяет выбрать необходимый медицинский препарат. Например, одноразовая рабочая часть со встроенным картриджем со скобами и резервуар дозатора медицинского препарата могут быть выбраны врачом в виде единого целого. Однако считается, что возможность присоединять части в процессе использования имеет определенные преимущества, включая широкие возможности выбора медицинского препарата (например, анестетиков, клеев, антибиотиков, прижигающих препаратов и т.д.), а также более длительный срок эксплуатации/простые условия хранения и упаковку рабочей части 16.

В проиллюстрированной версии удлиненная контактная группа, состоящая из множества слоев электроактивного полимера, имеющих форму дисков, продольно ориентирована и выполнена с возможностью расширяться вдоль продольной оси. Электроактивные полимеры (ЭАП) представляют собой группу электропроводящих допированных полимеров, которые изменяют форму под воздействием электрического напряжения. По существу проводящий полимер связан с какой-либо формой ионной жидкости или геля в паре с электродами. Приложенный потенциал индуцирует поток ионов из жидкости/геля в проводящий полимер или из него, и этот поток провоцирует изменение формы полимера. В зависимости от используемого полимера и ионной жидкости потенциал составляет от IV до 4 кВ. При подаче напряжения некоторые электроактивные полимеры сжимаются, другие - расширяются. Электроактивные полимеры могут быть присоединены к механическим средствам, таким как пружины или гибкие пластины, чтобы изменить эффект, вызванный приложенным напряжением.

Существуют два основных типа электроактивных полимеров и множество конфигураций каждого типа. Двумя основными типами являются оптоволоконный жгут и слоистая пластина. Оптоволоконный жгут состоит из нитей размером приблизительно 30-50 микрон. Такие нити могут быть сплетены в жгут наподобие текстильного, поэтому их часто называют пучком электроактивных полимеров. Этот тип электроактивных полимеров при подаче напряжения сокращается. Электроды, как правило, состоят из центрального сердечника и проводящей внешней оболочки, которая также содержит ионную жидкость, окружающую оптоволоконные жгуты. Примером доступного в продаже оптоволоконного электроактивного материала является волокно производства компании Santa Fe Science and Technology, которое представлено в продаже под названием PANION™. Его описание представлено в патенте США № 6667825, который полностью включен в настоящий документ путем ссылки.

Вторым типом является слоистая структура, которая состоит из слоя электроактивного полимера, слоя ионного геля и двух гибких планшетов, прикрепленных к обеим сторонам слоистой пластины. Когда подается напряжение, площадь слоистой пластины увеличивается в одном направлении и уменьшается в перпендикулярном направлении. Примером слоистого ЭАП-материала (пластины) является продукт компании Artificial Muscle Inc, подразделения SRI Laboratories. Пластины из электроактивного полимерного материала производит японская компания EAMEX. Их называют тонкими ЭАП-пленками.

Необходимо отметить, что электроактивные полимеры не изменяют объем при подаче напряжения, они лишь расширяются или сжимаются в одном направлении с обратным эффектом в поперечном направлении. Слоистую пластину можно использовать в основной форме при опоре одной стороной на жесткую структуру и использовании второй в качестве поршня. Слой электроактивного полимера можно также прикрепить к любой стороне гибкой слоистой пластины. При подаче напряжения на одну сторону гибкой ЭАП-пластины она расширяется, изгибаясь в обратном направлении. Это позволяет пластине изгибаться в любом направлении в зависимости от того, к какой стороне подают напряжение.

ЭАП-привод, как правило, состоит из большого количества слоев или волокон, связанных друг с другом для обеспечения их согласованной работы. ЭАП-привод и его способность двигаться определяется механической конфигурацией электроактивного полимера. Электроактивный полимер может быть сформирован в длинные звенья и обернут вокруг одного центрального электрода. Гибкая внешняя муфта образует другой электрод для привода, а также содержит ионную жидкость, необходимую для работы устройства. В этой конфигурации, когда на электроды воздействует электрическое поле, нити электроактивного полимера сокращаются. Такая конфигурация ЭАП-привода называется ЭАП-волоконным приводом. Аналогичным образом слоистая конфигурация для увеличения ее возможностей может быть размещена в несколько слоев на каждой из сторон гибкой пластины или слоями сама по себе. Для стандартных волоконных структур эффективная деформация составляет 2-4%, при этом деформация стандартных слоистых структур достигает 20-30%, используя гораздо более высокое напряжение.

Например, слоистый композитный ЭАП-материал может быть изготовлен из слоя положительно заряженной пластины-электрода, скрепленной со слоем из ЭАП, который, в свою очередь, крепится к ионному клеточному слою, прикрепленному к слою отрицательно заряженной пластины-электрода. Множество слоистых композитных ЭАП-материалов может быть скреплено в контактную группу слоями клея между ними с получением привода из ЭАП-пластины. Необходимо отметить, что также могут быть изготовлены противолежащие ЭАП-приводы, которые могут селективно изгибаться в любом направлении.

Сокращающийся ЭАП-волоконный привод может включать в себя продольный катод из платиновой проволоки, которая проходит через изолирующий полимерный колпачок на проксимальном конце и удлиненную цилиндрическую полость, сформированную в стенке пластикового цилиндра, которая легирована электрически активными смесями и используется в качестве положительно заряженного анода. Дистальный конец катода из платиновой проволоки встроен в изолирующий полимерный колпачок на дистальном конце. Множество сокращающихся полимерных волокон расположены параллельно катодной проволоке и окружают ее. Их концы вставлены в колпачки на соответствующих концах. Пластиковая стенка цилиндра по периферии примыкает по кругу к соответствующим колпачкам на концах, окружая цилиндрическую полость и изолируя ионную жидкость или гель, заполняющий пространство между сокращающимися полимерными волокнами и катодной проволокой. При подаче напряжения к пластиковой стенке цилиндра (анод) и катодной проволоке ионная жидкость поступает в сокращающиеся полимерные волокна, провоцируя увеличение их внешнего диаметра при соответствующем сокращении длины и притягивая колпачки на концах друг другу.

Как показано на фиг.1, рукоятка 22 управляет закрытием упорной пластины 12, работой спускового стержня 60, состоящего из двух частей (фиг.2), и дозированием медицинского препарата. В проиллюстрированной версии для управления закрытием упорной пластины 12 можно использовать рукоятку пистолетного типа 140 и при необходимости нажать на клавишу 142. Клавиша 142 обеспечивает подачу пропорционального электрического сигнала к дозирующему ЭАП-приводу (не показан) подобно ЭАП-шприцу 100 для перемещения жидкости по каналам 46 и 48 к эластичным баллонам для жидкости 24 и 26, чтобы закрыть упорную пластину 12 (фиг.2). Когда клавиша 142 нажата полностью, механический рычажный затвор (не показан) зацепляется за клавишу 142 и удерживает ее нажатой до тех пор, пока клавишу 142 не освободят, нажав на нее до упора и освободив рычажный затвор. Таким образом, когда клавиша 142 удерживается в нажатом состоянии, хирург получает визуальный сигнал о том, что концевой зажим 14 закрыт и зажат. Такое положение может поддерживаться непрерывной активацией дозирующего ЭАП-привода или с помощью запорного устройства. Например, система управления может реагировать на движение клавиши 142, вынуждая запорный ЭАП-клапан (не показан), обычно находящийся в закрытом состоянии, открыться для формирования сообщения между дозирующим ЭАП-приводом и каналами 46 и 48. Как только движение прекращается, запорный ЭАП-клапан снова закрывается, поддерживая положение упорной пластины 12. Кроме того, для предотвращения застопоривания при открытии упорной пластины 12 может быть предусмотрена возможность ручной разблокировки.

В качестве альтернативы может быть включено закрывающее пусковое устройство (не показано) или другое пусковое устройство, которое двунаправленно перемещает жидкость к эластичным баллонам для жидкости 24 и 26, как описано в совместной заявке на патент США № 11/061908 «ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ ШАРНИРНЫЙ МЕХАНИЗМ, УПРАВЛЯЕМЫЙ ДВИЖЕНИЕМ ЖИДКОСТИ» от 18 февраля 2005 г., принадлежащей Kenneth Wales и Chad Boudreaux, содержание которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки. Описано несколько типов гидравлических приводов для управления поворотным валом, которые могут быть приспособлены для закрытия упорной пластины 12. Чтобы воспользоваться всеми преимуществами дифференциального перемещения жидкостей, описанного для нескольких таких вариантов, необходимо понимать, что над рычажным лотком 40 упорной пластины 12 может находиться противолежащий надувной мешок (не показан), чтобы в случае сжатия левого и правого эластичных баллонов для жидкости (надувных мешков) 24 и 26 создать открывающую силу.

Как показано на фиг.3, рукоятка 22 включает в себя спусковой механизм 150 (фиг.1), который притягивается в проксимальном направлении к рукоятке пистолетного типа 140, вынуждая выталкивающий стержень 152 перемещаться в дистальном направлении в проксимальной части 154 удлиненного вала 18. Дистальный кронштейн 156 выталкивающего стержня 152 зацепляет верхний проксимальный крючок 158 спускового стержня 62. Динамическое уплотнение 160 в рамке 50 плотно прилегает к выталкивающему стержню 152 таким образом, чтобы рабочая часть 16 была пневматически загерметизирована при попадании в инсуффлированную брюшную полость.

Механизм блокировки обратного хода 170 выталкивающего стержня 152 может быть предпочтительно включен в рукоятку 22, которая включает в себя многотактный спусковой механизм 150 и втягивающий смещенный спусковой механизм, соединенный с выталкивающим стержнем 152 (не показан). В частности, запирающая пластина блокировки обратного хода 172 с выталкивающим стержнем 152 проходит через плотно прилегающее сквозное отверстие (не показано), которое зажимается, когда втягивающийся выталкивающий стержень 152 наклоняет запирающую пластину 172 в обратном направлении, как показано, нижней частью запирающей пластины 172, которая удерживается в положении в пределах рамки 50. Кулачковая муфта с блокировкой обратного хода 174 расположена дистально по отношению к запирающей пластине с блокировкой обратного хода 172 и приводится в контакт с помощью более дистальной пружины сжатия 176, через которую проходит выталкивающий стержень 152 и которая удерживается в сжатом положении в рамке 50. Необходимо отметить, что с помощью механизмов в рукоятке 22 можно вручную высвободить механизм блокировки обратного хода 170, чтобы втянуть выталкивающий стержень 152.

На фиг.4-5 концевой зажим 14, который в проиллюстрированном варианте представляет собой узел для наложения скоб 20, открывается, когда эластичный баллон для жидкости 24 спускается и рычажный лоток 40 упорной пластины 12 притягивается вниз, при этом упорная пластина вращается вокруг штифта 32, поднимая дистальную зажимающую секцию 41 и позволяя разместить ткань тела 180 между упорной пластиной 12 и картриджем со скобами 42. Трехрогий элемент 64 имеет верхний штифт 182, который располагается в углублении упорной пластины 184, способствуя многократному открытию и закрытию упорной пластины 12. Верхний штифт 182 входит в щель упорной пластины 186, расположенную вдоль упорной пластины 12, когда упорная пластина 12 закрыта и спусковой стержень 60, состоящий из двух частей, продвинут в дистальном направлении. Центральный штифт 188 плавно движется в картридже со скобами 42 над желобом для скоб 30 противоположно нижнему штифту (опоре) 190, который плавно движется вдоль нижней поверхности желоба для скоб 30.

На фиг.6-7 узел для наложения скоб 20 закрыт за счет того, что эластичный баллон для жидкости (надувной мешок) 24, расширяясь, поднимает рычажный лоток 40 упорной пластины 12 до касания с внешней об