СШИВАЮЩАЯ МАШИНКА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1998 года по МПК A61B17/04 

Изобретение относится к хирургическим устройствам для сшивания ран, но может использоваться и в других областях.

Существуют хирургические сшивающие аппараты, использующие различные виды скрепок, в основном металлические - из тантала, сплава 40 КНХМ, титана (авторские свидетельства СССР N 71792, 1947 г., кл. 30а, 1 9/05, N 107965, 1955, кл. 30а 8/06-07, N 1438739 A1, A 61 B 17/12, 1985, патенты США N 3316914, кл. 128-334, 1963, N 4060089, 1977 г. и т.д.). Запатентованы также синтетические скрепки, в том числе из рассасывающихся материалов (авторское свидетельство N 14387396, 1985 г., патенты США N 4402445, N 45329266, 1985, и т.д.).

Однако скрепочный шов имеет определенные недостатки. Металлические скрепки, хотя и инертны, но всегда остаются в тканях твердым инородным материалом. Поэтому использование их для сшивания некоторых тканей, например, сосудов, крупных бронхов, ограничено. Шов из рассасывающихся скрепок оказывается относительно широким, т.к. диаметр синтетических скрепок значительно больше металлических, а фиксация их концов - сложнее.

В то же время существуют многочисленные виды нитей для каждого вида тканей, характеристики которых по всем параметрам значительно превосходят существующие скрепочные элементы. Имеются также нити, рассасывающиеся в определенные сроки. Шов, создаваемый современными нитями, более адаптирован к мягким тканям и создает лучшие условия для полноценного заживления и для функционирования соседних участков.

Использовать для хирургии устройства типа швейных машин невозможно, т.к. в швейных машинах применяется игла с отверстием около острого конца, в которое пропущена нить. При прошивании подобная игла делает в тканях отверстие, равное диаметру иглы плюс диаметры двух нитей. Шов в этих условиях - негерметичен.

Поэтому столь актуально решение задачи по созданию сшивающих аппаратов, использующих шовный материал в виде существующих современных нитей, с техническим результатом в виде улучшенного взаимодействия на рабочих частях с прошиваемыми тканями и повышенных характеристик накладываемых швов.

В качестве ближайших аналогов таких аппаратов можно указать на устройство по заявке ФРГ 2801096, 07.12.79, A 61 B 17/04, а также на устройство по патенту США 4557265, 10.12.85, A 61 B 17/04, 17/06, 05 C 19/04, 19/16.

Предлагаются два основных варианта сшивающих машинок с вращающимися иглами и нитями, фиксированными у тупого конца, отличающиеся по характеру игл - игла в виде спирали с периметром немного более 360^o (365 - 370^o) и игла с периметром не менее 190^o.

Принципиальная схема сшивающей машинки со спиралевидной иглой представлена на фиг. 1 - 3, где:
1 - корпус инструмента;
2 - неподвижная губка;
3 - подвижная губка;
4 - скоба подвижной губки;
5 - ось скобы подвижной губки;
6 - ось подвижной губки;
7 - ось толкателя скобы;
8 - толкатель скобы;
9 - рукоятка (винт), управляющая толкателем скобы;
10 - шестеренка рукоятки (винта) 9;
11 - рукоятка ведущего валика;
12 - ведущий валик;
13 - пружина цилиндра ведущего валика;
14 - концевая ось ведущего валика;
15 - цилиндр ведущего валика;
16 - пружина ведущего валика;
17 - пластина с концевыми осями для ведущего и ведомого валиков;
18 - ведомый валик;
19 - концевая ось ведомого валика;
20 - пружина ведомого валика;
21 - спиралевидная игла;
22 - нить;
23 - натяжитель нити;
24 - крючок на конце натяжителя для захвата нити;
25 - рукоятка натяжителя нити;
26 - пружина натяжителя нити;
27 - боковые направляющие перегородки в неподвижной губке;
28 - направляющие перегородки в подвижной губке;
29 - ступенька для выхода спиралевидной иглы из тканей;
30 - самозатягивающаяся петля;
31 - головка штока ножа для срезания концов нитей;
32 - нож для срезания концов нитей.

Сшивающая машинка состоит из корпуса (1), на одном конце которого имеются рабочие губки (неподвижная губка 2 и подвижная губка 3), на другом конце - три управляющие рукоятки (рукоятка 9, управляющая движением подвижной рабочей губки, рукоятка 11, вращающая ведущий валик, и рукоятка натяжителя нити 25).

Подвижная губка (3) свободно вращается на оси (6), расположенной на скобе подвижной губки (4). Скоба (4) вращается относительно корпуса на оси (5). Подобная подвеска подвижной губки дает возможность более равномерно распределять давление на сжимаемые ткани в зависимости от их толщины. В верхнем отделе скоба (4) соединена с толкателем скобы (8) с помощью оси (7). С другой стороны толкатель (8) имеет винтовую нарезку, входящую в зацепление с шестеренкой (10) рукоятки (9). Вращение рукоятки (9) вызывает передвижение толкателя (8), который через ось (7) вызывает отклонение скобы (4) в ту или иную сторону вокруг оси (5). При этом подвижная губка (3) отходит от неподвижной губки (2) или прижимается к ней.

Рукоятка (11) непосредственно связана с верхним ведущим валиком (12), вращая его. Ведущий валик (12) вращается в цилиндре (15), которых может быть два или три в зависимости от длины корпуса, и на концевой оси (14). Между ведущим валиком и пружиной (16) располагается пластина (17), в дистальном отделе которой имеется основание с двумя концевыми осями для ведущего (14) и ведомого (19) валиков. Эта пластина (17) с основанием для концевых осей валиков может скользить по дистальному краю крышки неподвижной губки на специальных направляющих вверх и вниз под действием пружины (16). Пружина (16) крепится на верхней части крышки неподвижной губки и через пластину (17) передает давление на ведущий валик. Этим давлением регулируется положение иглы в неподвижной губке (2) в зависимости от толщины сшиваемых тканей, а также позволяет сшивать ткани, неравномерные по толщине. Положение иглы может меняться с каждым витком, т. е. с каждым шагом. Вторая пружина (13) подпружинивает цилиндр (15), в котором вращается основание ведущего валика. Подобное расположение двух пружин (16 и 13) позволяет несколько увеличить свободу перемещения ведущего валика для лучшей адаптации к изменениям толщины сшиваемых тканей.

Под ведущим валиком располагается ведомый валик (18), плотно прижатый к ведущему валику пружиной (20). В дистальном отделе ведомый валик вращается на концевой оси (19).

Между ведущим и ведомым валиками располагается спиралевидная игла (21) с нитью (22), фиксированной в тупом конце иглы. Вращение ведущего валика приводит к вращению прижатого к нему ведомого валика в обратном направлении и к перемещению зажатой между валиками иглы. Так как периметр иглы имеет более 360^o, в каждый момент движения какая-то часть иглы будет постоянно располагаться между валиками. В связи с тем что игла имеет спиралевидную форму с определенным шагом, а также в связи с наличием боковых направляющих перегородок (27) в неподвижной губке (фиг. 2) и направляющих перегородок (28) в подвижной губке, соответствующих спиралевидному шагу иглы, вращательное движение иглы сочетается с поступательным движением вдоль продольной оси валиков. Таким образом, происходит постепенное прошивание всего зажатого между губками материала.

После подхода иглы к дистальному концу губок конец иглы попадает на специальную ступеньку (29) неподвижной губки, и, постепенно вращаясь, игла с валиками поднимается вверх, выходя из прошитых тканей.

Возможно предусмотреть движение иглы от дистального участка губок к проксимальному.

После каждого витка иглы необходимо вытянуть прошитую нить и натянуть ее. Это достигается вытягиванием ручки натяжителя нити (25). Натяжитель нити (23) на дистальном конце имеет крючок (24), который захватывает прошивную нить. Обратное движение натяжителя совершается пружиной (26).

Возможно предусмотреть синхронизацию вращения ведущего валика с движением натяжителя нити, как будет показано в следующем варианте.

Свободный конец нити (22) располагается на рабочей поверхности неподвижной губки и заканчивается самозатягивающейся петлей (30). Конец петли зажимается в щелевидном пространстве под пружиной (20).

После последнего витка прошившая ткани игла (21) попадает в самозатягивающуюся петлю (30), проходит через нее, протаскивая за собой нить, а затем попадает на ступеньку (29) и выходит из тканей. Натяжитель нити (23) при последнем движении захватывает своим крючком (24) оба конца нити и затягивает самозатягивающуюся петлю. Затем поворачивается головка штока (31), находящегося внутри натяжителя. При этом повороте выталкивается нож (32), находящийся внутри натяжителя перед крючком (24). Этот нож срезает концы нитей. Цикл прошивания завершен. Откручивается винт (9), подвижная губка (3) отходит от неподвижной. Прошитые ткани освобождаются, аппарат удаляется.

Таким образом, последовательность движений следующая: инструмент с раскрытыми губками подводится к тканям, которые необходимо сшить. Закручивая рукоятку (9), сжимают сшиваемые ткани с определенным усилием, не раздавливая ткани. После проверки правильности наложения инструмента начинается прошивание вращением рукоятки (11). При этом спиралевидная игла (21), вращаясь, прошивает ткани, протаскивая за собой нить (22). После каждого поворота рукоятки (11) на 360^o вытягивается рукоятка натяжителя нити (25). При этом крючок натяжителя (24) захватывает прошившую нить и натягивает ее до необходимого сдавления тканей. Затем рукоятка (25) отпускается, пружина (26) возвращает натяжитель на место и продолжается вращение рукоятки (11). После последнего витка прошивания и вытягивания натяжителя поворачивается головка штока (31), концы натянутых и закрепленных самозатягивающимся узлом нитей срезаются. Откручивается рукоятка (9), инструмент удаляется.

В результате прошивания получается обвивной непрерывный шов, внутри которого проходит один из концов нити. Нити связаны самозатягивающимся узлом с одного конца.

Второй вариант сшивающей машинки предусматривает использование округлой иглы с периметром не менее 190^o с нитью, зафиксированной в тупом конце иглы. Возможно использовать стандартные атравматические иглы в 5/8 круга. Для вращения такой иглы необходимы две пары вращающих валиков, расположенных в боковых отделах губки как можно ближе к ее рабочей поверхности. В этом случае при любом положении иглы она останется зажатой по крайней мере в одной паре валиков и будет управляемой. Положение этой иглы может быть разнообразным по отношению к предполагаемой линии шва: игла может располагаться вдоль линии шва (как показано на прилагаемом чертеже, где предусмотрены две параллельно расположенные иглы, создающие два параллельных шва), игла может располагаться перпендикулярно или под любым углом к линии шва. В последнем случае игла может быть спиралевидной, что облегчит управление шагом иглы.

Принципиальная схема сшивающей машинки с иглой, занимающей не менее 190^o круга, представлена на фиг. 4 и 5, где:
1 - корпус инструмента;
2 - неподвижная губка;
3 - подвижная губка;
4 - скоба подвижной губки;
5 - ось скобы;
6 - ось подвижной губки;
7 - ось толкателя скобы;
8 - толкатель скобы;
9 - рукоятка (винт) толкателя скобы;
10 - шестеренка рукоятки 9;
11 - рукоятка (винт) вращающего вала;
12 - вращающий вал;
13 - эксцентрик шайбы вращающего вала;
14 - направляющая шайба вращающего вала;
15 - колесо вращающего вала с конусовидной зубчатой нарезкой;
16 - пружина вращающего вала;
17 - упор пружины вращающего вала;
18 - перегородка с опорой для вращающего вала и для натяжителя;
19 - дистальная головка вращающего вала с зубчатым конусом;
20 - колесо с зубчатым конусом, передающее вращение на ведущие валики;
21 - второе колесо, находящееся на одной оси с колесом 20;
22 и 23 - ведущие валики;
24 и 25 - ведомые валики;
26 - шасси для ведущих и ведомых валиков, а также для вращающего вала (дистального отдела);
27 - пружина шасси;
28 и 29 - иглы;
30 и 31 - нити;
32 - натяжитель нитей с двумя ветвями;
33 - крючок натяжителя;
34 - предохранитель натяжителя:
а) пружина предохранителя;
б) выступ оси предохранителя;
в) упор предохранителя;
35 - возвратная пружина натяжителя нити;
36 - зубчатая нарезка на проксимальной части натяжителя;
37 - зубчатое колесо, передвигающее натяжитель;
38 - эксцентрик зубчатого колеса 3;
39 - пружина натяжителя нити;
40 - пластина, регулирующая шаг прошивания;
41 - пружина пластины 40.

Сшивающая машинка, как и в первом варианте, состоит из корпуса (1), на одном конце которого располагаются рабочие губки (неподвижная губка 2 и подвижная 3), на другом конце - две рукоятки (9 и 11). Подвижная губка (3) вращается на оси (6), расположенной на скобе (4). Скоба (4) вращается на оси (5). В верхнем отделе скоба (4) соединена с толкателем (8) при помощи оси (7). С проксимальной стороны толкатель (8) имеет винтовую нарезку, входящую в зацепление с шестеренкой (10) рукоятки (9). При вращении рукоятки (9) толкатель (8) смещает ось (7) скобы (4) в ту или иную сторону, вызывая раскрытие или закрытие рабочих губок.

Вторая рукоятка (11) непосредственно связана с вращающим валом (12). Дистальный отдел вращающего вала имеет головку (19) с зубчатым конусом на конце. Этот зубчатый конус входит в зацепление с зубчатым конусом колеса (20). Колесо (20) сидит на одной оси с колесом (21). Оба колеса (20 и 21) плотно прижаты к ведущим валикам (22 и 23). Ведущие валики в свою очередь плотно прижаты к ведомым валикам (24 и 25). Оси ведущих и ведомых валиков располагаются на шасси (26), которое также является одной из дистальных опор вращающего вала (12). Это шасси поджимается пружиной (27), что дает возможность приспосабливать положение прошивающих игл в зависимости от толщины сшиваемых тканей.

Между ведущими и ведомыми валиками зажаты иглы (28 и 29). Вращение вала (12) через зубчатые конусы передается колесам (20 и 21), которые в свою очередь вращают ведущие валики (22 и 23). Вращение ведущих валиков приводит к вращению ведомых валиков (24 и 25) и к движению зажатых между ними игл (28 и 29).

При вращении рукояткой (11) вала (12) вращается также направляющая шайба (14) с эксцентриком (13). Периферическая часть шайбы располагается в соответствующем углублении пластины (40), которая плотно прижимается к шайбе (14) пружиной (41). После поворота на 360^o в углубление пластины (40) попадает часть шайбы, на которой расположен эксцентрик (13). Эксцентрик отжимает пластину (40), шайба (14) выходит из зацепления с пластиной (40) и при дальнейшем движении вращающего вала (12), когда из зацепления выходит эксцентрик шайбы, срабатывает пружина (16), которая отодвигает вращающий вал (12) на один шаг - шайба (14) попадает в следующее углубление пластины (40). Таким образом, иглы, прошив ткани в одном участке, передвигаются на новый участок. Так продолжается до полного прошивания всего зажатого губками участка ткани. В случаях, когда не требуется подобное дискретное передвижение, постепенное поступательное движение вращающего вала (12) может осуществляться при его вращении в результате соответствующей винтовой нарезки на валу и в корпусе инструмента с необходимым шагом. Подобный вариант может применяться при иглах, расположенных под прямым или другим углом к линии шва. В случаях применения спиралевидных игл, занимающих более половины круга, их шаг должен точно соответствовать шагу винтовой нарезки на валу (12), и в корпусе инструмента.

После каждого круга прошивания необходимо вытянуть нить и должным образом натянуть ее. Для этого имеется механизм натяжителя нити. Как видно из чертежа, на котором представлен вариант с двумя параллельными иглами, натяжитель (32) в дистальном отделе разделяется на две ветви (для каждой иглы). Каждая ветвь кончается крючком натяжителя (33), которая зацепляет прошивную нить. В центральном отделе натяжитель имеет механизм предохранителя (34) против чрезмерного натяжения нити. Проксимальнее предохранителя располагается пружина натяжителя (35), возвращающая натяжитель на прежнее место. В проксимальном отделе на натяжителе имеется зубчатая нарезка (36), которая входит в зацепление с зубчатым колесом (37). Пружина (39) специально прижимает зубчатую часть натяжителя (36) к зубчатому колесу (37), зубчатое колесо (37) имеет также конусовидную зубчатую нарезку, входящую в зацепление с конусовидной зубчатой нарезкой колеса (15) находящегося на вращающем валу (12). На одном из зубцов колеса (37) имеется эксцентрик (38). При вращении вала (12) вращательное движение передается через колесо (15) колесу (37). Зубцы колеса 37 передвигают натяжитель в проксимальном направлении, натягивая зацепленную нить. После поворота колеса (37) на 360^o срабатывает эксцентрик (38), расположенный на соответствующем зубце колеса. Эксцентрик надавливает на зубчатую часть натяжителя, поджатого пружиной (39), и отодвигает ее. Зубцы натяжителя выходят из зацепления с зубцами колеса (37) и это дает возможность сработать пружине (35), которая возвращает натяжитель в начальное положение, в котором крючки натяжителя заходят за прошивную нить, зацепляя ее.

При чрезмерном натяжении нити срабатывает механизм предохранителя (34): растягивается пружина (34а), выступ оси (34б) выходит из своей лунки и упирается в упор предохранителя (34в). Это приводит к отклонению проксимальной части натяжителя и выходу его из зацепления с зубчатым колесом (37). Срабатывает пружина (35) и натяжитель возвращается на место.

Таким образом, в данном варианте используются иглы, повторяющие форму круга, но занимающие по периметру не менее 190^o, с нитью, фиксированной в тупом конце иглы. Игла (или иглы) может располагаться вдоль линии предполагаемого шва или под любым углом к нему. Игла может быть спиралевидной, т.е. повторять форму части спирали.

В зависимости от расположения иглы (или игл) получаемый шов может быть обвивным с тем или иным шагом или линейным (однорядным или многорядным).

В данном варианте используются лишь две стандартные рукоятки: рукоятка, управляющая раскрытием и закрытием рабочих губок, и рукоятка, вращающая иглы. Механизм натягивания нитей синхронизирован с механизмом вращения игл.

Фиксация концов нитей осуществляется затягиванием заранее подготовленной самозатягивающейся петли, как и в первом варианте, или другим способом.

Длина шва зависит от конструкции аппарата.

Изобретение относится к хирургическим устройствам для сшивания ран, но может использоваться и в других областях. Сшивающая машинка по первому варианту содержит корпус с неподвижной рабочей губкой, с подвижной рабочей губкой и рукоятками. В корпусе имеется механизм для прошивания, включающий натяжитель для вытягивания прошитой нити после каждого витка спиралевидной иглы, имеющей более 360^o по периметру, нож для срезания концов нитей, ведущий валик и ведомый валик. Спиралевидная игла, имеющая нить, устанавливается с возможностью многократного вращения вокруг своего центра и соответствующего движения, взаимодействуя с боковыми направляющими перегородками. Сшивающая машинка по второму варианту в том числе состоит из корпуса рукояток и сшивающего механизма с ведущими валиками и ведомыми валиками. Она дополнительно содержит механизм натяжения нити с предохранителем черезмерного натяжения нити, которая вытягивается после каждого прошивания, и рабочие губки. Между ведущими валиками и ведомыми валиками зажимается игла или иглы. Иглы могут выполняться в виде части круга или части спирали, занимающей по периметру не менее 190^o. Иглы вращаются вокруг своего центра в плоскости, расположенной под углом к линии шва или вдоль линии шва. В результате улучшается взаимодействие рабочих частей сшивающих машинок с прошиваемыми тканями и повышаются характеристики накладываемых швов. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Сшивающая машинка, содержащая корпус, рукоятки, механизм для прошивания и имеющую более 360^o по периметру спиралевидную иглу с нитью, установленную с возможностью многократного вращения вокруг своего центра и соответствующего поступательного движения, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит подвижную и неподвижную рабочие губки, причем нить зафиксирована на тупом конце иглы, размещенной с возможностью взаимодействия с боковыми направляющими перегородками, а механизм для прошивания имеет натяжитель для вытягивания прошитой нити после каждого витка иглы, нож для срезания концов нитей и ведущий и ведомый валики между которыми расположена спиралевидная игла. 2. Машинка по п. 1, отличающаяся тем, что боковые направляющие расположены в рабочих губках, механизм для прошивания подпружинен, а подвижная рабочая губка установлена с возможностью вращения на оси, расположенной на скобе, соединенной осью с корпусом. 3. Сшивающая машинка, содержащая корпус, рукоятки и сшивающий механизм с ведущими валиками, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит механизм натяжения нити с предохранителем чрезмерного натяжения для вытягивания нити после каждого круга прошивания, рабочие губки, ведомые валики и зажатую между ведущими и ведомыми валиками иглу или иглы в виде части круга или части спирали, занимающей по периметру не менее 190^o, которая установлена с возможностью вращения вокруг своего центра в плоскости, расположенной под углом к линии шва или вдоль линии шва. 4. Машинка по п. 3, отличающаяся тем, что сшивающий механизм подпружинен, а одна из рабочих губок имеет подвеску.