基于人工肌肉的括约肌假体制造技术

一种基于人工肌肉的括约肌假体，包括：由内而外依次设置的括约环、括约装置和介电弹性体人工肌肉带；所述的括约装置包括多个通过扩张弹簧相连的扇形瓣块，介电弹性体人工肌肉带套设于扇形瓣块外周。本发明专利技术结构简单紧凑、成本低、生物兼容性好、易小型化、便于植入，安全性和兼容性均有所提升。此外，通过介电弹性体人工肌肉很好的模仿了括约肌的功能，当括约肌假体初始时为闭紧状态，需要排便时可通过施加电信号控制假体张开，完成排便后断电便可自动闭紧，使用极为便捷，一定程度上缓解了患者的困扰。

【技术实现步骤摘要】
基于人工肌肉的括约肌假体
本专利技术涉及的是一种医疗器械领域的技术，具体是一种基于人工肌肉的括约肌假体。
技术介绍
人体内的括约肌常见于消化道和泌尿系统，当括约肌收缩时能关闭管腔，舒张时能开放管腔，平常处于收缩状态。在肛管处，有强大的肛直肠环，此环对肛管起着重要的括约作用，其损伤将导致大便失禁。现有技术对此采用植入人工括约肌假体进行治疗，但这些假体的结构往往采用刚性驱动，结构复杂、不易小型化，安全性和生物兼容性都不理想，容易对人体组织造成损伤。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于人工肌肉的括约肌假体，采用介电弹性体人工肌肉驱动，结构紧凑、易小型化，安全性和兼容性均有所提升。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术包括：由内而外依次设置的括约环、括约装置和带有柔性电极块的介电弹性体人工肌肉带。所述的括约装置包括多个通过扩张弹簧相连的扇形瓣块，介电弹性体人工肌肉带套设于扇形瓣块外周，当对介电弹性体人工肌肉带的电活性区域，即含柔性电极块的区域施加电压时，介电弹性体人工肌肉带内的预应力相应减小且扩张弹簧的弹性恢复力使得瓣块径向张开，使得括约环打开。所述的括约环为中央呈漏斗状的中通柱体结构，其外侧面与括约装置的内侧面固定相连，其中：呈漏斗状的大直径截面朝向体内并与管腔组织相连，小直径截面朝向体外。所述的介电弹性体人工肌肉带包括：高弹体弹性带和阵列设置于其两侧的多个柔性电极块。所述的介电弹性体人工肌肉带套设于扇形瓣块外周且相邻柔性电极块之间的区域与扇形瓣块外侧的扇形面相粘接，柔性电极块悬置于相邻两个瓣块之间。所述的括约装置的内外两侧面以及柔性电极块的外侧均设有封装硅胶薄膜层以防止与体内组织直接接触。技术效果与现有技术相比，本专利技术结构简单紧凑、成本低、生物兼容性好、易小型化、便于植入，安全性和兼容性均有所提升。此外，通过介电弹性体人工肌肉很好的模仿了括约肌的功能，当括约肌假体初始时为闭紧状态，需要排便时可通过施加电信号控制假体张开，完成排便后断电便可自动闭紧，使用极为便捷，一定程度上缓解了患者的困扰。附图说明图1为本专利技术的结构三维图；图2为本专利技术的结构爆炸图；图3为括约环的结构示意图；图中：A为三维图；B为横截面图；图4为介电弹性体人工肌肉带的结构示意图；图中：A为爆炸图；B为侧视图；C为俯视图；图5为多层设置介电弹性体人工肌肉带的示意图；图6为本专利技术工作状态的示意图；图中：A为括约环闭合时的示意图；B为括约环打开时的示意图；图中：括约环1、括约装置2、介电弹性体人工肌肉带3、扩张弹簧201、瓣块202、凹槽203、高弹体弹性带301、柔性电极块302、封装硅胶薄膜层4。具体实施方式如图1所示，本实施例包括：由内而外依次设置的括约环1、括约装置2和介电弹性体人工肌肉带3。如图3所示，所述的括约环1为中央呈漏斗状的中通柱体结构，其外侧面与括约装置2的内侧面固定相连，其中：呈漏斗状的大直径截面朝向体内并与管腔组织相连，小直径截面朝向体外。所述的括约环1优选为瓦克612医用硅胶制成。如图2所示，所述的括约装置2包括：六个通过六个扩张弹簧201连接的扇形瓣块202。所述的每块瓣块202的两侧设有安装孔以设置扩张弹簧201，其外侧设有凹槽203以设置介电弹性体人工肌肉带3。如图4所示，所述的介电弹性体人工肌肉带3包括：高弹体弹性带301和阵列设置于其两侧的多个柔性电极块302。所述的高弹体弹性带301优选为天然橡胶或硅胶制成。所述的柔性电极块302优选导电碳膏、单壁碳纳米管溶液或离子导电凝胶。所述的括约装置2的内外两侧面以及柔性电极块302的外侧均设有封装硅胶薄膜层4以防止与体内组织直接接触。所述的封装硅胶薄膜层4优选为聚二甲基硅氧烷制成。如图5和图6所示，上述装置通过以下方式进行工作：根据所需括约力的大小在括约装置2外缠绕介电弹性体人工肌肉带3。如图中A所示，介电弹性体人工肌肉带3经过预拉伸后套设于括约装置2的外侧，使每块瓣块202收拢靠近，扩张弹簧201即处于压缩状态，同时括约环1也受到挤压处于闭合状态。如图中B所示，当对介电弹性体人工肌肉带3的电活性区域，即含柔性电极块302的区域施加电压时，产生的麦克斯韦应力会减小介电弹性体人工肌肉带3内的预应力，使扩张弹簧201的弹性恢复力朝各个瓣块202的径向张开，此时括约环1也随之被拉开，顺利完成排便。排便结束后，撤去施加在柔性电极块302上的电压，介电弹性体人工肌肉带3重新收紧，随之括约装置2和括约环1均被压紧。上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本专利技术原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本专利技术的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本专利技术之约束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于人工肌肉的括约肌假体，其特征在于，包括：由内而外依次设置的括约环、括约装置和带有柔性电极块的介电弹性体人工肌肉带；所述的括约装置包括多个通过扩张弹簧相连的扇形瓣块，介电弹性体人工肌肉带套设于扇形瓣块外周，当对介电弹性体人工肌肉带的电活性区域，即含柔性电极块的区域施加电压时，介电弹性体人工肌肉带内的预应力相应减小且扩张弹簧的弹性恢复力使得瓣块径向张开，使得括约环打开。

【技术特征摘要】
1.一种基于人工肌肉的括约肌假体，其特征在于，包括：由内而外依次设置的括约环、括约装置和带有柔性电极块的介电弹性体人工肌肉带；所述的括约装置包括多个通过扩张弹簧相连的扇形瓣块，介电弹性体人工肌肉带套设于扇形瓣块外周，当对介电弹性体人工肌肉带的电活性区域，即含柔性电极块的区域施加电压时，介电弹性体人工肌肉带内的预应力相应减小且扩张弹簧的弹性恢复力使得瓣块径向张开，使得括约环打开。2.根据权利要求1所述的基于人工肌肉的括约肌假体，其特征是，所述的扩张弹簧设置于相邻瓣块的两侧。3.根据权利要求1或2所述的基于人工肌肉的括约肌假体，其特征是，所述的瓣块的外侧设有凹槽以设置介电弹性体人工肌肉带。4.根据权利要求1或2所述的基于人工肌肉的括约肌假体，其特征是，所述的括约环为中央呈漏斗状的中通柱体结构，其外侧面与括约装置的内侧面固定相连，其中：呈漏斗状的大直径截面朝向体内并与管腔组织相连，小直径截面朝向体外。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李汶柏，张文明，闫寒，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31