可转向医疗装置及其制备方法制造方法及图纸

一种医疗装置，该医疗装置包括：至少一个离子电活性聚合物致动器，所述致动器包括：至少一个聚合物电解质构件，所述至少一个聚合物电解质构件限定至少一表面；和多个电极，所述多个电极围绕所述至少一个聚合物电解质构件的所述表面布置；细长柔性部分，所述细长柔性部分限定近端和远端，所述远端邻近所述离子电活性聚合物致动器固定，并且所述细长柔性部分还包括芯和包围所述芯的套管；以及多条导电线，所述多条导电线中的每条导电线具有近端和联接到所述多个电极中的至少一个电极的远端，其中所述至少一个聚合物电解质构件响应于通过所述多条导电线中的至少一条导电线供应的电势被施加到所述多个电极中的至少一个电极而不对称地变形。

Steerable medical device and its preparation

A medical device includes at least one ionic electroactive polymer actuator including at least one polymer electrolyte member defining at least one surface, and a plurality of electrodes arranged around the surface of at least one polymer electrolyte member, and an elongated flexible part The slender flexible part defines a near end and a far end, the far end is fixed adjacent to the ionic electroactive polymer actuator, and the slender flexible part also includes a core and a sleeve surrounding the core; and a plurality of conducting wires, each of which has a near end and a far end connected to at least one electrode in the plurality of electrodes, wherein the A few polymer electrolyte members are asymmetrically deformed in response to the potential supplied by at least one of the plurality of conductors being applied to at least one of the plurality of electrodes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可转向医疗装置及其制备方法
本专利技术涉及一种可转向管腔内医疗装置，更具体地说，涉及一种柔性的狭窄医疗装置(例如导丝)，该柔性的狭窄医疗装置被引入到身体的管腔中并可控地移动穿过身体的管腔。在一个实施方式中，该医疗装置包括位于其远端即前端处的可电致动的可弯曲部分，该可弯曲部分可以被选择性地操纵以将医疗装置转向到身体内的目标解剖位置。
技术介绍
根据管腔内医疗装置在身体内的预期展开位置和使用该装置的处理方法，管腔内医疗装置具有各种结构。管腔内装置通常包括非常纤细(即横截面非常小)的柔性管，该柔性管能够被插入并被引导穿过诸如动脉或静脉之类的管腔或诸如咽喉、尿道、身体孔口之类的身体通道或一些其它解剖通道。这种医疗装置的例子包括注射器、内窥镜、导管、导丝和其它外科器械。例如，导丝通常用于在血管中航行以到达目标管腔、身体通道、身体孔口或解剖通道。一旦导丝到达身体内的目标位置，导管、支架或其它医疗装置就可以通过在导丝上或沿着导丝移动而被引导到目标位置。传统的导丝改善了对患者身体内的治疗位置的接近，但是由于其高柔性而提供了较差的方向控制。为了允许导丝移动穿过管腔或通道中的曲折路径而需要柔性。然而，正是这种柔性导致了当在导丝近端处推动导丝时导丝的远端将采取的方向或路径的前述较差的控制。因此，需要具有更好的转向控制的改进导丝。
技术实现思路
可转向管腔内医疗装置的实施方式提供了医疗装置的致动部分(例如导丝)的改进转向控制和体内定位，其中该致动部分适合于被引入到管腔中或身体通道或身体管腔中，并且适合于在该致动部分被向身体内推动以运动进入和穿过管腔或身体通道的同时进行操纵，以将医疗装置的致动部分的远端布置在身体内的期望解剖位置处。医疗装置的实施方式提供了对一个或多个可操纵显微外科手术元件的运动和定位的更精确控制，所述显微外科手术元件布置在医疗装置的致动部分的远端即前端处，以在身体内的期望位置处执行手术程序或其它医疗操作。医疗装置的一个实施方式可以具有导丝形式的致动部分，以移动进入或穿过管腔或身体通道。该医疗装置包括：具有远端和近端的纤细的细长柔性部分；以及离子电活性聚合物致动器，该离子电活性聚合物致动器包括邻近细长柔性部分的远端布置的聚合物电解质构件。细长柔性部分的一个实施方式还可包括从近端延伸到远端的芯以及包围芯的套管。如将在下面更详细地讨论的，离子电活性聚合物致动器是包括聚合物电解质构件的致动器，在该聚合物电解质构件中，阳离子响应于施加在该聚合物电解质构件上的电场而自由地迁移。通过对围绕聚合物电解质构件的圆周布置并间隔开的多个分布电极进行激励来提供电场。多个分布电极或嵌入、或沉积在或固定抵靠在聚合物电解质构件的至少一表面的至少一部分。多个电极中的每个电极可以通过一条或多条导电线(诸如例如金属线)连接到电势源，所述导电线在细长柔性部分的芯上延伸并且具有联接到电势源的近端和联接到电极的远端。对多个电极中的一个或多个电极(但不是全部电极)进行选择性的激励导致聚合物电解质构件由于沿着聚合物电解质构件的一侧或一部分收缩和/或沿着聚合物电解质构件的一侧或一部分膨胀而不对称地变形。在一些实施方式中，芯的外表面可以从细长柔性部分的远端线性地渐缩、以曲线方式渐缩、或以台阶状方式渐缩，以形成厚度减小端、宽度减小端或直径减小端。任何这种渐缩端的角度都可以根据所需的柔性特征而变化。渐缩端的长度可以被选成获得刚性上更多渐变(更长的渐缩长度)或更少渐变(更短的渐缩长度)的过渡。在一些实施方式中，渐缩端可以包括远侧的渐缩外直径，使得芯的一部分的横截面减小，从而可以嵌入聚合物电解质构件中。在一些实施方式中，芯具有实心横截面。但是在一些另选实施方式中，芯可具有中空的横截面。例如，在一些实施方式中，在芯内从芯的近端到远端纵向地设置并形成在内腔。在其它实施方式中，芯可以包括金属材料，并且联接到多个电极中的至少一个电极，以用作附加导电管道。在一些实施方式中，套管可从细长柔性部分的远端延伸以包围离子电活性聚合物致动器的至少一部分。例如，套管可以包围电极中、聚合物电解质构件或它们的组合中的一者。导电线通过各种手段、技术和/或结构与细长柔性部分互连。例如，但不作为限制，在一个实施方式中，每个导电线沿着芯的外表面线性地或平行地布置，并且它们在该外表面上周向地彼此间隔开。在示例性实施方式中，多个凹槽向芯的外表面的内部线性地形成，并且周向地彼此间隔开，每个凹槽分别在其中接收导电线中的一条导电线。在其它实施方式中，多条导电线中的每条导电线螺旋形地或交织地缠绕在芯周围。另选地，在一些实施方式中，导电线可固定在套管和芯之间，并且还固定到离子电活性聚合物致动器的至少一部分上。在其它实施方式中，导电线可以穿过芯，例如当芯具有实心横截面时，穿过所述芯固定或嵌入导电线。另选地，在芯具有中空横截面的情况下，导电线可以穿过如上所述限定在芯内的内腔。为了使导电线与细长柔性部分和离子电活性聚合物致动器绝缘(除了在需要与导电线接触的地方)，多条导电线中的每条导电线还可包括位于其上的绝缘涂层。绝缘涂层的材料可以包括例如但不限于陶瓷、PTFE、尼龙、聚酰亚胺、聚酯或它们的组合。在一些实施方式中，聚合物电解质构件可以包括聚合物主体和作为溶剂的电解质。聚合物可以包括但不限于含氟聚合物和本征导电聚合物。在示例性实施方式中，含氟聚合物可以包括全氟化离聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)或其共聚物(例如聚(偏氟乙烯-共-六氟丙烯)(PVDF-HFP))，但不限于这些聚合物。在另一个示例性实施方式中，本征导电聚合物可以包括但不限于聚苯胺(PANI)、聚吡咯(Ppy)、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)、聚(对苯硫醚)(PPS)或它们的组合。在又一个实施方式中，电解质可以是水或离子液体。离子液体的示例性实施例可以包括但不限于1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMI-BF4)、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(EMI-TFSI)、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐(EMITf)或它们的组合。在一些实施方式中，每个电极可以包括铂、金、碳基材料及它们的组合中的一种。碳基材料的示例性实施例可以包括但不限于碳化物衍生碳、碳纳米管、石墨烯、碳化物衍生碳和聚合物电解质构件形成的复合物以及碳纳米管和聚合物电解质构件形成的复合物中的一种。在医疗装置的一个实施方式中，离子电活性聚合物致动器可包括多个单独的、彼此电绝缘的电极，这些电极围绕聚合物电解质构件的至少一个表面成角度地分布。在医疗装置的一个实施方式中，离子电活性聚合物致动器包括在医疗装置的致动部分(例如导丝)的远端处的可弯曲部分中。例如，但不作为限制，在一个实施方式中，医疗装置的可弯曲部分包括三个成角度分布的电极，这些电极在它们的中心线处彼此分开大约120度(2.094弧度)。作为另一个实施例，但不作为限制，医疗装置的可弯曲部分可以包括八个成角度分布的电极，这些电极在它们的中心线处彼此分开大约45度(0.785弧度)。应当理解，多个电极中的每个电极占据在聚合物电解质构件表面周围的圆周跨度的一部分，因此“角间距”可以根据电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医疗装置，该医疗装置包括：/n至少一个离子电活性聚合物致动器，所述致动器包括：/n至少一个聚合物电解质构件，所述至少一个聚合物电解质构件限定至少一表面；和/n多个电极，所述多个电极围绕所述至少一个聚合物电解质构件的所述表面布置；/n细长柔性部分，所述细长柔性部分限定近端和远端，所述远端邻近所述离子电活性聚合物致动器固定，并且所述细长柔性部分还包括芯和包围所述芯的套管；以及/n多条导电线，所述多条导电线中的每条导电线具有近端和联接到所述多个电极中的至少一个电极的远端，/n其中所述至少一个聚合物电解质构件响应于通过所述多条导电线中的至少一条导电线供应的电势被施加到所述多个电极中的至少一个电极而不对称地变形。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170731 US 62/539,3461.一种医疗装置，该医疗装置包括：
至少一个离子电活性聚合物致动器，所述致动器包括：
至少一个聚合物电解质构件，所述至少一个聚合物电解质构件限定至少一表面；和
多个电极，所述多个电极围绕所述至少一个聚合物电解质构件的所述表面布置；
细长柔性部分，所述细长柔性部分限定近端和远端，所述远端邻近所述离子电活性聚合物致动器固定，并且所述细长柔性部分还包括芯和包围所述芯的套管；以及
多条导电线，所述多条导电线中的每条导电线具有近端和联接到所述多个电极中的至少一个电极的远端，
其中所述至少一个聚合物电解质构件响应于通过所述多条导电线中的至少一条导电线供应的电势被施加到所述多个电极中的至少一个电极而不对称地变形。


2.根据权利要求1所述的医疗装置，其中，所述芯包括邻近所述细长柔性部分的所述远端的渐缩部分。


3.根据权利要求2所述的医疗装置，其中，所述芯向所述聚合物电解质构件内延伸。


4.根据权利要求1所述的医疗装置，其中，所述套管从所述细长柔性部分的所述远端延伸并包围所述离子电活性聚合物致动器的至少一部分。


5.根据权利要求4所述的医疗装置，其中，所述导电线固定在所述套管和所述芯之间，并且固定到所述离子电活性聚合物致动器的至少一部分。


6.根据权利要求1所述的医疗装置，其中，所述聚合物电解质构件包括电解质和选自由含氟聚合物和本征导电聚合物组成的组的聚合物。


7.根据权利要求6所述的医疗装置，其中，所述含氟聚合物是全氟化离聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)或其共聚物。


8.根据权利要求6所述的医疗装置，其中，所述本征导电聚合物包括聚苯胺(PANI)、聚吡咯(Ppy)、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)、聚(对苯硫醚)(PPS)或它们的组合。


9.根据权利要求1所述的医疗装置，其中，每个所述电极包括如下材料中的一种材料：铂；金；碳基材料；以及铂、金和碳基材料中的两种或更多种的组合。


10.根据权利要求9所述的医疗装置，其中，所述碳基材料包括碳化物衍生碳、碳纳米管、石墨烯、碳化物衍生碳和聚合物电解质构件形成的复合物以及碳纳米管和聚合物电解质构件形成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：申东石，D·H·金，V·帕梅尔，沈玲希，
申请(专利权)人：凯奇股份有限公司，德克萨斯大学系统董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US