CN114366285A - 一种导电四氟射频超声刀 - Google Patents

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Abstract

本发明实例公开了一种导电四氟射频超声刀，该导电四氟射频超声刀用包括金属钳头及与所述金属钳头连接的刀管组件；所述刀管组件内安装有刀杆、所述刀管组件另一端上与操作手柄相连；所述金属钳头上安装有导电的四氟组织垫；从而在使用射频功能时，四氟组织垫整个工作面都可以导通高压电流(形成更大尺寸的闭合区)，刀杆和钳头两极间电流正对着组织两端面上下作用，临床效果更好；且对超声功能无任何不利影响。

Description

一种导电四氟射频超声刀
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，更具体涉及一种导电四氟射频超声刀。
技术背景
超声在外科手术中的应用通常是将超声能量转换并传入生物组织，其产生机械振动的热效应使组织蛋白氢键断裂，蛋白质变性凝固，特别是利用其产生的机械能和热能对组织进行凝固、止血和切割等。在外科手术器械中，超声发生器 (超声设备主机)产生高频电能量，通过换能器利用压电材料或电磁致压缩材料将高频电能量转换成机械的振动能量，并将振动能量放大传递到作用末端(或刀杆的刀头)。
利用射频效应进行外科手术也是有一段历史了。双极电凝钳被广泛应用于各类外科手术。其利用射频发生器产生的高频电流(频率范围200kHz-5MHz) 的热效应使得组织脱水、凝固、断裂、分离达到手术目的。
如图2，目前现有的射频超声刀，其射频功能一极是通过换能器将高压电流传递至刀杆4，另一极是通过刀管3将高压电流传递至钳头1，高压电流在刀杆4 和钳头1两极间流动，从而实现射频功能；但由于同时具备超声功能，超声刀杆4 是不能接触金属等硬物，不然会损坏超声刀杆4，故其钳头1中间部位都会安装一块组织垫2用来使用超声功能，而聚四氟乙烯具有抗酸抗碱、几乎不溶于所有的溶剂，同时耐高温、摩擦系数低等优点，成为组织垫材料的优选；但聚四氟乙烯是不导电的，这就导致使用射频功能时，刀杆4和钳头2两极间电流不是正对着组织5两端上下作用，而是成“三角形”角度(闭合区6尺寸小)；不利于组织5的凝血，导致手术效果变差。
发明内容
本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种导电四氟组织垫，解决使用射频功能时，因现有组织垫不能导电而导致闭合区尺寸小，且刀杆和钳头两极间电流不是正对着组织两端面上下作用，凝血效果不好的问题。
四氟组织垫导电性能的好坏决定凝血效果的好坏，但四氟组织垫的导电性越好、其中碳粉含量比例就越多，组织垫的自润滑性就越低，使用寿命就越短，会影响超声功能的使用。本发明提供一种四氟组织垫各成份含量的比例范围，在对超声功能使用无影响情况下，提高凝闭组织效果；
本发明实施例提供一种导电四氟射频超声刀，包括金属材质的刀管组件、刀杆和钳头，形成在钳头中部的凹槽内安装有组织垫，刀杆的近端穿过刀管组件耦合换能器，并与射频设备的一个电极电连接，钳头通过刀管组件电连接射频设备的另一个电极，刀杆的远端穿过刀管组件与同刀管组件远端转动连接的钳头配合夹持组织，所述组织垫为柔性导电材料，其成分包括质量百分比为94～96％的聚四氟乙烯，4～6％的导电粉末，所述导电粉末包括质量比为4：3～5：1的超级导电炭黑和复合碳粉。
进一步的，所述超级导电炭黑型号为ketjenblack.ec-600jd，所述复合碳粉型号为k-nanos-100p。
可选地，所述金属钳头上安装的四氟组织垫结构为T型槽、燕尾槽、方槽、注塑、粘接等一种或几种安装方式，刀管组件面向刀杆的一侧涂覆绝缘层。
可选地，所述的四氟组织垫由聚四氟乙烯、超级导电炭黑和复合碳粉组成，质量百分比分别为94-96％、2-3.5％和1-2.9％范围内。
可选地，所述柔性导电材料包括质量百分比为96％的聚四氟乙烯、3％的超级导电炭黑和1％的复合碳粉。
根据本发明实施例所提供的一种导电四氟射频超声刀，该金属钳头上安装有柔性导电材料，柔性导电材料整个工作面都可以导通高压电流(形成更大尺寸的闭合区)，使电流直接作用在刀杆和钳头及柔性导电材料表面的组织面上下；从而使组织凝血效果更好；且对超声功能无任何不利影响。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明实施例的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明原理。
附图中：
图1为根据本发明的一个可选实施例的射频超声刀金属钳头结构图；
图2为根据本发明的现有普通四氟钳头正视结构图；
图3为根据本发明的一个可选实施例的射频超声刀导电四氟钳头正视结构图；
图4为根据本发明的现有普通四氟钳头俯视结构图；
图5为根据本发明的一个可选实施例的射频超声刀导电四氟钳头俯视结构图；
图6为根据本发明的一个可选实施例的射频超声刀结构图；
图7为四氟组织垫进行凝闭血管试验的局部放大图；
图8为四氟组织垫进行凝闭血管试验的整体图。
图中：
1-钳头，2-组织垫，3-刀管组件，4-刀杆，5-组织，6-闭合区。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：
如图3，将四氟组织垫2替换为柔性导电材料，柔性导电材料包括质量百分比为94～96％的聚四氟乙烯、2.6～3.9％的超级导电炭黑和1～2.9％的复合碳粉。su
以聚四氟乙烯为基材，在其中添加粉末颗粒状的超级导电炭黑、复合碳粉混和均匀，混合料倒入模具，预压成型制成毛坯，然后放入烧结炉烧结，冷却后利用车床加工成组织垫的形状。超级导电炭黑型号为ketjenblack.ec-600jd，复合碳粉型号为k-nanos-100p。
日本科琴导电碳黑
Figure BDA0003486939740000032
EC-600JD化学名称：高纯度导电碳黑，基本特性：
Figure BDA0003486939740000033
EC-600JD(Ketjenblack即科琴黑)是一种高纯度、高性能的超级导电碳黑，是目前导电碳黑中导电率最高的一个品种。
Figure BDA0003486939740000034
EC-600JD具有独特的支链状形态，容易形成高效导电网络，因而 Ketjenblack超导碳黑具有如下的技术优点：(1)KetjenblackEC-600JD只需要普通导电碳黑添加量的1/3--1/6就可达到很高的导电性。(2)由于科琴碳黑的添加量很低，大大降低导电碳黑对树脂物性的影响。
Figure BDA0003486939740000031
Figure BDA0003486939740000041
(3)独特的形态和极高的比表面积--约1400M2/G(BET)，通常导电树脂的导电性随着加工挤出时的剪切而降低。但因为科琴导电碳黑有很强的韧性，可以抵抗高剪切力，因此科琴导电碳黑的材料可以经过数次挤出加工，而导电性不受影响。
Figure BDA0003486939740000042
EC-600JD是导电碳黑中的极品，特别适用于高端导电塑料、导电橡胶、导电涂料、导电粘合剂等。
k-nanos-100p是韩国锦湖石油化学碳纳米管CNT的型号，直径8～15nm，纯度≥90％，堆密度0.015～0.030g/ml，
柔性导电材料的电阻阻值为103Ω到106Ω之间。
例如柔性导电材料包括质量百分比为96％的聚四氟乙烯、3％的超级导电炭黑和1％的复合碳粉，电阻阻值为104Ω。
比较例2
将四氟组织垫2采用质量分数100％的聚四氟乙烯，不导电。
比较例3
将四氟组织垫2替换为柔性导电材料，柔性导电材料按实施例1的方法制备，成分包括质量百分比为97％的聚四氟乙烯、2.5％的超级导电炭黑和0.5％的复合碳粉。
柔性导电材料的电阻阻值为107Ω。
比较例4
将四氟组织垫2替换为柔性导电材料，柔性导电材料按实施例1的方法制备，成分包括质量百分比为93％的聚四氟乙烯、4％的超级导电炭黑和3％的复合碳粉。
柔性导电材料的电阻阻值为102Ω。
柔性导电材料作为组织垫进行凝闭试验和超声试验
1.1利用以上实施例和比较例的四氟组织垫进行凝闭血管试验，凝闭效果通过***压装置测试数值判定凝闭效果，如图7～图8，试验步骤：将血管5一端连接在***压装置接头上，使用射频超声刀的射频功能对血管进行凝闭，等待血管自然断开或闭合完成，开始向连通接头的输气管道加压直至血管***或渗漏。输气管道的另一端与数显压力测试装置连接，记录最大腔内压力，即为血管***压；
1.2对超声功能的影响是通过对以上实施例和比较例的射频超声刀连续使用超声功能切割组织，测试四氟组织垫和柔性导电材料的连续使用寿命来判断。
两组试验的试验结果如表1。
表1试验结果
导电性能 ***压数值 组织垫寿命
实施例1 10<sup>4</sup>Ω 1800mmHg 3h
比较例2 不导电 1300mmHg 3h
比较例3 10<sup>7</sup>Ω 1400mmHg 3h
比较例4 10<sup>2</sup>Ω 1900mmHg 2.5h
聚四氟乙烯不导电，柔性导电材料的导电性能聚四氟乙烯的含量负相关，而凝闭效果跟射频电流的大小正相关，比较例4的导电材料的添加量最多，导电性能最好，因此其凝闭效果最佳，实施例1、比较例3随导电材料的添加量减少，导电性能降低，凝闭次之，不导电的比较例2凝闭效果最差。
而超声刀切割的原理是用组织垫2和刀杆4夹持组织5，刀杆4在超声换能器的驱动下高频振动(每秒5万次)，因此设有锯齿的组织垫2也与组织5发生高频的相对运动，使组织5摩擦断裂，组织垫2的摩擦系数越大，使用寿命越低，聚四氟乙烯是摩擦系数较低的材料，使用寿命长，但随着炭黑和碳粉添加量的增加，导致柔性导电材料的摩擦系数增大，使使用寿命降低，比较例4虽然导电效果最优，但摩擦系数大，使用寿命短，因此添加适量的导电材料可以提高导电性能，增强凝闭效果，且不大幅增加摩擦系数，缩短使用寿命。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的提示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种导电四氟射频超声刀，包括金属材质的刀管组件(3)、刀杆(4)和钳头(1)，形成在钳头(1)中部的凹槽内安装有组织垫(2)，刀杆(4)的近端穿过刀管组件(3)耦合换能器，并与射频设备的一个电极电连接，钳头(1)通过刀管组件(3)电连接射频设备的另一个电极，刀杆(4)的远端穿过刀管组件(3)与同刀管组件(3)远端转动连接的钳头(1)配合夹持组织，其特征在于：所述组织垫(2)为柔性导电材料，其成分包括质量百分比为94～96％的聚四氟乙烯树脂颗粒，4～6％的导电粉末，所述导电粉末包括质量比为4：3～5：1的超级导电炭黑和复合碳粉，所述超级导电炭黑型号为ketjenblack.ec-600jd，所述复合碳粉型号为k-nanos-100p。
2.根据权利要求1所述的一种导电四氟射频超声刀，其特征在于：所述柔性导电材料包括质量百分比为94-96％的聚四氟乙烯、2-3.5％的超级导电炭黑和1-2.9％的复合碳粉。
3.根据权利要求1所述的一种导电四氟射频超声刀，其特征在于：所述柔性导电材料包括质量百分比为96％的聚四氟乙烯、3％的超级导电炭黑和1％的复合碳粉。
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