[发明专利]一种微纳米锯齿振动手术刀

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及到一种微纳米锯齿振动手术刀。

背景技术

目前医疗外科手术中应用较为广泛的手术刀主要有现代手术刀和传统手术刀两类，现代手术刀具有切割快速、准确等优点，但它容易引起组织损伤和脂肪液化等，而传统手术刀仍有很大的应用前景，在某些手术中起着不可替代的作用。然而，由于肌肉纤维韧性的存在，在使用传统手术刀的手术中，切割肌肉变得比较困难，切割深度与力度不好控制，严重影响手术的效率和成功率，特别是对于神经、血管或者眼科手术来说，有时需要使用各种各样的微型手术刀，为了将手术点精准切开，就需要对微型手术刀加力，用力太小手术点切不开，用力过大被切割目标又容易移动或发生不必要的损伤。

蚊子口针是由针状的上唇、上颚和布满锯齿的下颚等粘附在一起组成的微管状结构，蚊子口针在刺入皮肤时，不是简单的直接刺入，而是先用上唇针尖刺入并用下颚上精致的小锯齿纵向振动将皮肤锯开，然后再逐渐刺入和锯入皮肤深层。通过对蚊子口针刺入皮肤过程的研究发现：蚊子口针的“微纳米锯齿”结合“振动刺入”使其在刺入皮肤时超级省力，比普通微针刺入力小三个数量级。本发明是基于蚊子口针结构及刺入皮肤过程的原理，采用仿生学方法制作而成的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种微纳米锯齿振动手术刀，该手术刀利用刀刃的微纳米锯齿与相应的振动机构，用力小却能将手术目标在准确位置精准切开，从而减小人工操作误差，有效降低手术的风险系数。

本发明的技术方案是：

该微纳米锯齿振动手术刀包括刀柄与刀头，刀头采用带有微纳米锯齿的刃具，刀柄采用金属制筒状结构，筒状结构内设有振动机构、连动杆、圆形金属片、电源、弹簧和开关，通过筒内壁相互连接构成回路。振动机构引出两条连接线，其中一条与圆形金属片的一端相接，另一条与筒内壁相接。圆形金属片的另一端与电源正极相接，电源负极接在弹簧一端；弹簧另一端与筒内壁通过开关相接。圆形金属片与刀柄之间嵌有绝缘垫。开关在刀柄的上端、远离刀头的一端，采用按钮式设计。电源使用普通干电池。连动杆与刀头间为按扣式连接。

振动机构由电磁铁、衔铁、弹簧和电路板组成，电路板能控制电磁铁通断电。通电控制时，电磁铁吸下衔铁，断电控制时，电磁铁失去磁性放开衔铁，衔铁在弹簧作用下恢复原位。电路板不断重复控制通断电，实现衔铁的往复运动，而衔铁又与连动杆相连，从而带动连动杆和刀头作纵向振动。

整个振动机构也可以用能提供纵向振动的音圈电机代替。

本发明涉及的振动机构，其振动频率为1～50HZ。

该手术刀的刀刃分布有微纳米锯齿。该锯齿按齿形可采用单面刀刃微纳米锯齿或多面刀刃微纳米锯齿。单面刀刃微纳米锯齿其锯齿边仅一边有刃，而多面刀刃微纳米锯齿其锯齿边均有刃。

该微纳米锯齿按齿尖形式可采用无尖齿、有尖齿或圆弧齿。无尖齿，是使用精密切割技术在刀刃上按规定尺寸周期性的切除部分刀刃，形成微纳米锯齿；有尖齿与无尖齿相比，锯齿带有锋利尖端，是利用离子刻蚀技术等得到微纳米锯齿；圆弧齿，锯齿尖端为圆弧形，尖利程度介于无尖齿与有尖齿之间。刀刃材料以单晶硅为宜。

本发明涉及锯齿特点在于尺寸为微纳米量级，锯齿的相关参数为：

锯齿周期T范围：100nm～500μm；

锯齿宽度w范围：25nm～500μm；

锯齿高度h范围：15nm～500μm；

锯齿前角α角度范围：5°～175°；

锯齿后角β角度范围：5°～175°。

本发明的效果和益处在于具备微纳锯齿刀刃的刀头及相应振动机构的手术刀，能减小手术刀与手术目标间的切削力至少80％，提高了手术中切割力度与切割深度的准确性。本发明结构简单、操作便捷、可控性强，手术用力小，切割准确，可应用于对手术刀机动性要求较高的手术中，能使医生在微创外科手术中更加得心应手，并且这种微纳锯齿振动手术刀成本低廉，便于生产与推广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2(a)和图2(b)是本发明的微纳米锯齿刀头两种结构示意图。

图3(a)、图3(b)和图3(c)是本发明所述锯齿刀头局部结构示意图。

图4本发明所述锯齿设计参数示意图。

图5本发明实施例中有无微纳米锯齿对刀头切削力测试结果影响图。

图6本发明实施例中有无振动对刀头切削力测试结果影响图。

图中：1开关，2螺纹，3弹簧，4刀柄，5电源，6圆形金属片，7绝缘垫，8连接线，9振动机构，10连动杆，11刀头；