[发明专利]一种用于微创手术的光固化水凝胶输送装置及原位打印方法

说明书

本发明公开了一种用于微创手术的光固化水凝胶输送装置及原位打印方法，该装置包括外壳以及安装在外壳内部旋转换向结构和同轴喷头。其中，同轴喷头安装在外壳内部，同轴喷头出口位于外部，通过内部锥齿轮组的传动变换调整姿态，将手柄处绕Y轴的转动转化成同轴喷头绕X轴的转动，同轴喷头转动范围为0～180°；通过外部手柄处的刻度线指示姿态，外圈指示手柄转动的角度，内圈指示末端同轴喷头转动的角度。同轴喷头呈圆管型，同轴喷头出口位于圆管纵向轴线上，同轴喷头部分采用内嵌式固化光源，同轴喷头外圈兼有材料出口和遮光的作用，照明光源均匀分布在同轴喷头四周；采用“持续光照，间隔送料”的分段固化策略，保证材料固化均匀，提高效率。

技术领域

本发明属于光固化材料成型和手术器械领域，具体涉及一种用于微创手术的光固化水凝胶输送装置及原位打印方法。

背景技术

由关节软骨病变或者创伤引起的软骨缺损十分常见，目前，微骨折手术是一种用于膝关节软骨修复的快速有效的治疗方法。通常，医生在关节镜的辅助下，将软骨病变或者缺损部位清除干净并在骨头上钻孔，可通过两种方法形成修复组织。一是借助患者自愈能力，使骨髓间充质干细胞和血液在开孔处凝结，缓慢形成修复组织；二是借助组织工程技术，通过向开孔空腔内直接注射含有生长因子的生物材料或植入组织工程支架构建有利于干细胞生长的环境来加速愈合过程，提高修复质量。

光固化水凝胶材料在软骨组织工程中应用广泛。因为该材料需要借助光照成型，目前在手术时将光固化材料一次性注射到孔洞处后将大的伤口完全暴露于光源下进行固化。一次性注射集中固化方法存在固化不均匀的问题；而且一次性注射成型只能满足单一材料使用需求；对于狭窄部位、不便活动的关节，光固化材料难以送达缺损部位；光照时伤口长时间暴露容易提高伤口感染的风险；多种辅助器械使用，增加人员操作难度，容易导致交叉污染。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上不足，提供了一种结构紧凑、操作简便的用于微创手术的光固化水凝胶输送装置及原位打印方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种用于微创手术的光固化水凝胶输送装置，该装置包括外壳以及安装在外壳内部的旋转换向结构和同轴喷头；其中，

旋转换向结构一端伸出至外壳外部，另一端通过锥齿轮组与同轴喷头的一端相连，用于调整同轴喷头的旋转角度，同轴喷头的另一端设有出口，并伸出至外壳外部；

同轴喷头呈T型状，包括由内至外同轴心设置的同轴喷头内圈和同轴喷头外圈，同轴喷头内圈为软管，且能够在同轴喷头外圈内相对移动，同轴喷头内圈的出口处设置有内嵌式固化光源，同轴喷头外圈为阶梯轴，其靠近出口端的端面周向上设置有若干照明光源，同轴喷头外圈远离出口端的另一端周向上呈180°分别设置有进料口和用于与锥齿轮组外啮合的锥齿轮。

本发明进一步的改进在于，同轴喷头的进料口外侧在朝向出口处的方向上设置有摄像头。

本发明进一步的改进在于，外壳呈L型状，其内壁上开设有连续球型凹槽和内部定位圈，外壳内沿轴向设置有与同轴喷头进料口连通的材料通道以及用于走线的线路通道，材料通道的入口和线路通道的入口均伸出至外壳外，且外壳内还设置有用于支撑同轴喷头的同轴喷头支撑轴，以及用于对同轴喷头密封的密封橡胶套。

本发明进一步的改进在于，外壳的底部还设置有三角支撑架。

本发明进一步的改进在于，旋转换向结构包括同轴连接在一起的手柄和下调整块，下调整块在与手柄连接处的周向上设置有与连续球型凹槽相配合的若干球头弹簧柱塞以及与内部定位圈相配合的圆柱形外固定架，锥齿轮组设置在下调整块的另一端，手柄的另一端伸出至外壳外部。

本发明进一步的改进在于，手柄的另一端还设置有手柄转角指针，且在外壳上设置有与其相配合的手柄转角刻度盘。