[发明专利]一种无粘黏的电外科器械电极

说明书

本发明提供一种无粘黏的电外科器械电极，属于医疗器材领域。该电极由现在医学常用的高频单极电刀、双极电刀等电外科器械的电极改进而成，采用材料生长工艺在传统电外科器械的金属电极表面末端刀头涂覆具有防粘黏、高导电、耐磨损性质的薄膜材料涂层。其中，薄膜材料涂层为石墨烯、碳纳米管、碳纤维、纤维‑金属纳米粒子复合材料、纤维‑合金纳米粒子复合材料中的一种。本发明能够在不影响电外科器械电极正常工作和切割效率的基础上，实现减少人体组织在电极表面粘黏的功能；与传统电外科器械电极相比，本发明在使用过程中不容易粘黏人体组织，损伤小，不用经常更换电外科器械或器械电极，提高手术安全性；结构简单，成本低，容易制造。

技术领域

本发明属于医疗器材领域，具体而言，涉及一种覆盖无粘黏涂层的电外科器械电极。

背景技术

电外科器械是指通过电极尖端产生的高频电流与肌体接触时对组织进行加热，实现对肌体组织的分离和凝固，从而起到切割、止血等目的的手术设备，包括高频电刀、射频刀、离子刀等。然而，电外科器械电极在工作时温度高，对组织的热损伤通常较大，在临床中往往会引起焦痂。若焦痂粘连到器械电极上，不仅影响器械的继续使用，有时还会导致器械牵拉扯动时将已经止血的组织破坏，引起更多的出血，同时导致切割、止血效率下降，要求频繁更换电极，这极大地影响了手术效率与安全性。

为了降低组织在电极上粘黏，现有技术中的设计主要有三种，一种是反馈调节，通过主机检测电极的阻抗，当粘黏过多，阻抗增加达到阈值时主动停止或减少能量输出，进而降低多余的热损伤所引起的组织粘连，这种设计需要机具有高级反馈调节功能，与现有市面上常用的主机不兼容，成本很高。另一种是在电极处设计一些防粘黏的纹理形状(参见：《微创手术器械高频电刀表面仿生脱附研究》，曹会娜，《吉林大学》，2015)，或将电极做成镂空形(参见Covidien AG的美国专利US7458972B2，名称为“Electrosurgical ElectrodeHaving A Non-Conductive Porous Ceramic Coating”)。这些方案的原理都是减少电极与组织的接触面积，这在一定程度上影响了切割和止血效率，但增加了手术时间。第三种是在电极表面增加不粘锅常用的防粘黏涂层，包括聚四氟乙烯(PTFE) 等(参见：《一种电外科器械的电极的制作方法》，彭心宇，张宇，石秀凤，聂红林，CN206852656U，2017；《PTFE涂层抗粘附电极切割效率和抗粘附性能的时变性研究》万健飞，郝汝飞，龙运江，郑良，郑靖，周仲荣，《机械工程学报》，2018)，但是PTFE涂层不导电，切割和止血效果不理想，且PTFE 涂层只能起到有限的防粘作用，仍然会有焦痂产生。

为了弥补现有技术存在的缺陷，本发明提出了新思路：发明一种无粘黏电极，其表面涂覆一类同时具备超低摩擦系数、高导电性、耐磨损的电极末端刀头涂层材料。(1)石墨烯材料具有层状的晶体结构，层间为弱的范德华力相互作用，在摩擦过程中易发生层间剪切滑移，展现出了非常低的摩擦阻力。(2) 碳纳米管和碳纳米纤维在圆筒状的石墨层之间容易滑动或转动，因而具有类似于石墨的自润滑性能。(3)纤维上的纳米粒子将发挥超微轴承的作用，进一步降低摩擦系数。此外，石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米纤维-金属(或合金)纳米粒子复合材料还具有高导电性和耐磨损等优点，作为固体防粘黏材料应用广泛。

1)石墨烯摩擦系数：0.004，电导率：10⁶-10⁸S·m^-1，磨损率:10^-13mm³/N·mm

2)碳纳米管摩擦系数：0.03，电导率：10⁴-10⁶S·m^-1，磨损率:10^-13mm³/N·mm

3)碳纳米纤维摩擦系数：0.03，电导率：10⁴-10⁶S·m^-1，磨损率:10^-10mm³/N·mm