压缩气体马达、外科驱动系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术涉及压缩气体马达(1)，其包括由柱形罩壁(3)界定的中空柱体(2)；后盖(4)；能在中空柱体(2)中轴向移动的柱塞(5)，其中，该柱塞(5)将中空柱体(2)分成后内腔(7)和前内腔(8)；至少一个压缩气体端口(9)；柱形罩壁(3)中的至少一个通气口(10)其中，在压缩气体马达(1)通过柱塞(5)的运动而运行期间，可轴向移动的柱塞(5)使该通气口(10)能够周期性地朝向后内腔(7)开放；布置在前内腔(8)中的至少一个压缩弹簧(12)和/或布置在后内腔(7)中的至少一个拉伸弹簧。本发明专利技术还涉及具有这种压缩气体马达(1)的外科驱动系统、医用灌洗系统和医疗设备，以及用于操作压缩气体马达(1)的方法。以及用于操作压缩气体马达(1)的方法。以及用于操作压缩气体马达(1)的方法。

【技术实现步骤摘要】
压缩气体马达、外科驱动系统及其操作方法


[0001]本专利技术涉及一种压缩气体马达、一种具有这种压缩气体马达的外科驱动系统、一种包括这种压缩气体马达的用于软组织和/或骨组织清创的医用灌洗系统以及一种用于使用这种压缩气体马达对软组织和/或骨组织进行刷洗、锉磨或锯切的医疗设备，还涉及一种用于操作压缩气体马达的方法。压缩气体马达适用于驱动医疗设备对软组织和骨组织进行灌洗和清创。出于卫生原因，由压缩气体马达驱动的医疗设备优选地一次性使用。

技术介绍

[0002]本专利技术的主题特别地是一种简化的压缩气体马达和一种具有简化的压缩气体马达的外科驱动系统即医用驱动系统。该简化的压缩气体马达和外科驱动系统基本上由塑料制成，旨在且适合于一次性使用。
[0003]在整形外科手术中，必须对不幸感染了微生物的关节内假体进行一定程度的脓毒症治疗。在该过程中，将被感染的关节内假体移出，并且去除感染或坏死的组织。感染/坏死组织的这种去除称为清创术。可以通过用“灌洗”系统冲洗伤口以及通过切除、打磨、锯切和刷洗来进行清创术。在清创后，用于清创的设备被组织残留物和微生物污染。如果要重新使用这些器械，则它们必须被彻底地清洁，然后消毒。当这样做时，医务人员必须在清洁操作期间通过转移微生物来保护自己免受污染或感染。因此，希望能够提供一种带有马达驱动器的廉价的设备，以为了脓毒性修复的目的而锉磨、锯切和刷洗以及灌洗，该设备在单次使用之后可以与普通外科废弃物一起丢弃，而无需复杂且可能有危险的清洁步骤。如果驱动器不需要使用电池、蓄电池或电动机，特别是出于资源和环境保护以及成本的原因，这将是明智的。
[0004]在医疗中，当前已知通过压缩空气和电能运行的驱动设备。基于压缩空气的驱动系统通常包含薄片型空气马达/气动马达。问题在于，软管提供了非无菌的压缩空气，并且在马达驱动之后，必须再次在不同的软管中将膨胀的非无菌空气从手术室排出。为此通常使用同轴的软管系统。使用压缩空气运行的驱动器已在很大程度上被电动驱动系统所取代。这些驱动系统包括具有传动装置的电动机，并且通常使用蓄电池作为其能源。电动驱动系统包含铜和其他重金属。
[0005]在灌洗系统中，产生冲洗液的喷射流，其冲击在待清洁的组织区域上，并且对这些组织区域产生机械清洁作用。脉冲灌洗系统早已例如从US 4 583 531 A、US 4 278 078 A和US 5 542 918 A中为人所知。
[0006]专利US 9 861 770 B1提出了一种真空马达，其中，通过使真空作用在柱塞上来使螺旋弹簧张紧。在张紧过程结束时，为阀柱塞提供动量，该阀柱塞打开通气口，并且短暂地关闭真空孔。张紧的螺旋弹簧可以松弛，并且驱动柱塞回到起始位置，从而驱动连接到该柱塞上的泵柱塞。这导致了周期性的、线性的、振荡的泵运动，该泵运动由螺旋弹簧驱动，其中，螺旋弹簧的张紧通过压力差进行。其缺点在于，真空马达具有许多零件，并且最重要的是至少三个可以相对于彼此运动的零件加上螺旋弹簧。在所有零件都可以在真空马达内移
动的情况下，存在这些零件由于高频摩擦而卡住或过热的风险。期望一种甚至更简单的真空马达。
[0007]US 5 542 918 A公开了一种用于灌洗系统的流体泵，该流体泵由真空驱动，并且其中，隔膜由中空的、可线性运动的、弹性安装的柱塞驱动，其中，布置有同样地弹性安装的阀柱塞，以打开和关闭用于供应空气的进气口。该系统的缺点在于，在打开状态下，阀元件只能提供小的自由流动的横截面。因此，泵能够产生的功率有限，并且存在死点——泵不能自行从该死点处再次启动——的风险。另外，缺乏对阀柱塞的引导可能导致阀柱塞横向运动，从而导致不规则的柱塞振动。
[0008]从DE 10 2011 018 708 A1已知另一种用于产生脉冲液体射流的泵。在这里，柱塞振动器作用在用作泵的隔膜上。柱塞振动器的柱塞结构复杂。另外，在建造期间必须非常精确地遵守尺寸，以保证无故障运行。
[0009]US 2005/0084395 A1公开了一种真空驱动的灌洗系统，该系统通过两个柱体工作。在柱体中，两个相互联接的柱塞由真空驱动。由于柱塞经由接头联接在一起，因此这种结构的制造也非常复杂。
[0010]专利US 8 292 909 B1描述了一种双作用真空马达。在该真空马达中，在工作柱塞的前后运动结束时，通过双稳态联接元件将动力传递到阀柱塞，从而使阀柱塞从一个切换状态转换到第二切换状态。这样，在工作柱塞的运动期间，阀柱塞保持在限定的切换状态。因此，阀柱塞的切换状态由工作柱塞的相应的结束位置确定。这个概念还需要大量的制造和组装工作。
[0011]真空马达可以实现的力足以喷射液体。然而，为了驱动锯、锉和刷子，需要更大的驱动力。
[0012]已知使用压缩气体马达来驱动手术工具。在这种情况下，除了薄片型空气马达之外，主要使用压缩空气涡轮机。由于使用的压缩空气不是无菌的，因此膨胀的空气通常通过专用管路再循环。在每次使用之后，必须对可重复使用的外科压缩气体马达进行清洁和消毒，或者至少要进行杀菌。在脓毒症手术中，所使用的外科器械以及驱动设备自然受到大量微生物的污染。清洁和准备很复杂，并且对健康有害。此外，在医疗驱动系统的情况下，清洁和消毒验证非常复杂，并且成本高昂。因此，期望开发用于一次性使用的驱动设备来代替可重复消毒的外科驱动设备，该驱动设备可以在使用后通过与传染性临床废弃物一起燃烧来以环境友好的方式进行处理。
[0013]然而，当使用压缩空气驱动的灌洗系统时，必须使用双软管系统，其中，在一根软管中供应非无菌的压缩空气，并且使用第二软管，在压缩空气马达的驱动下，通过该第二软管去除至少部分膨胀的非无菌空气。在通过压缩空气或另一种压缩气体驱动的系统中，通常将压缩气体马达用于驱动的目的。
[0014]压缩气体马达属于气体膨胀马达的类别。这意味着驱动通过压缩气体的膨胀(尤其是通过绝热膨胀)实现。常规的气体膨胀马达/压缩气体马达可以细分成薄片型空气马达、双螺旋轮型空气马达、压缩空气涡轮机和柱塞马达。在迄今已知的柱塞马达的情况下，使用入口阀和出口阀来控制压缩气体的进入和膨胀气体的排出。还使用滑门来代替阀，以控制进入和排出。以前的大多数压缩气体马达基本上由钢制成，可以长期使用。
[0015]从WO 2012/038003 A1中已知这种压缩气体马达。其中描述的压缩气体马达具有
两部分式柱塞，该柱塞具有间隙和穿过一个柱塞部分的通道。这意味着马达具有特别简单且廉价的结构。从DE 37 24 110 A1中已知一种用于喷雾罐的压缩气体马达。从US 4 993 924 A中已知一种由压缩气体驱动的往复泵。从EP 2 873 856 A1中已知一种用于灌洗系统的压缩气体马达。在该压缩气体马达中，当压缩气体马达运行时，控制柱塞通过工作柱塞经由推动器元件移动，由此周期性地打开和关闭进气口和排气口。从DE10 2010 046 057 B3中还已知一种具有柱塞系统的压缩气体马达。
[0016]DE 28 16 617 C2公开了一种具有双作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩气体马达(1)，包括：由柱形罩壁(3)界定的中空柱体(2)，位于所述中空柱体(2)的后基部处的后盖(4)，柱塞(5)，所述柱塞(5)能在所述中空柱体(2)中轴向移动，并且所述柱塞(5)在所述柱塞(5)的前端处与从所述中空柱体(2)伸出的驱动杆(6)相连接，其中，所述柱塞(5)将所述中空柱体(2)分成两个内腔，即分成：所述中空柱体(2)的后内腔(7)，所述后内腔(7)由所述柱塞(5)、所述中空柱体(2)的所述柱形罩壁(3)和所述后盖(4)界定，和所述中空柱体(2)的前内腔(8)，所述前内腔(8)由所述柱塞(5)、所述中空柱体(2)的所述柱形罩壁(3)和所述中空柱体(2)的前基部界定，至少一个压缩气体端口(9)，所述压缩气体端口(9)通入所述中空柱体(2)的所述后内腔(7)中，所述中空柱体(2)的所述柱形罩壁(3)中的至少一个通气口(10)，由此所述中空柱体(2)的所述后内腔(7)在所述压缩气体马达(1)运行期间连接或能连接周围大气以使气体通过，其中，在所述压缩气体马达(1)通过所述柱塞(5)的运动而运行期间，可轴向移动的所述柱塞(5)能使所述至少一个通气口(10)周期性地朝向所述后内腔(7)开放，布置在所述前内腔(8)中的至少一个压缩弹簧(12)，其中，在所述压缩气体马达(1)运行期间，所述至少一个压缩弹簧(12)至少暂时地抵靠？着所述中空柱体(2)的所述前基部，和/或布置在所述后内腔(7)中的至少一个拉伸弹簧，其中，所述至少一个拉伸弹簧与所述柱塞(5)和所述中空柱体(2)的所述后盖(4)相连接，其中，当在所述中空柱体(2)的所述前内腔(8)和所述中空柱体(2)的所述后内腔(7)中存在相同的压力时，所述至少一个压缩弹簧(12)在一定程度上将所述柱塞(5)推向所述后盖(4)和/或所述至少一个拉伸弹簧在一定程度上将所述柱塞(5)拉向所述后盖(4)，以利用所述柱塞(5)使所述中空柱体(2)的所述后内腔(7)相对于所述至少一个通气口(10)关闭，并且使所述后内腔(7)与所述压缩气体端口(9)相连接。2.根据权利要求1所述的压缩气体马达(1)，其特征在于，所述压缩气体马达(1)包括所述中空柱体(2)的所述前基部的前盖(14)，其中，所述前盖(14)包括孔、特别是中心轴向孔，所述驱动杆(6)穿过所述孔，并且所述中空柱体(2)的所述前内腔(8)由所述柱塞(5)、所述中空柱体(2)的内壁和所述前盖(14)界定，其中，所述前盖(14)优选包括至少一个允许气体通过的开口。3.根据权利要求1或2所述的压缩气体马达(1)，其特征在于，所述柱塞(5)将所述中空柱体(2)分成彼此隔开的两个内腔，优选地，所述柱塞(5)将所述中空柱体(2)分成彼此以非气密方式隔开的两个内腔。4.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达(1)，其特征在于，压缩气体管路与所述压缩气体端口相连接，使得所述压缩气体管路与所述中空柱体(2)的所述后内腔(7)相连接以便允许气体通过。5.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达(1)，其特征在于，
当将加压的压缩气体(70)通过所述至少一个压缩气体端口(9)供应到所述中空柱体(2)的所述后内腔(7)中时，所述柱塞(5)通过周期性地改变所述后内腔(7)中的所述压缩气体(70)的作用以及周围大气的作用来产生所述驱动杆(6)的振荡运动。6.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达(1)，其特征在于，通过所述压缩气体(70)驱动所述柱塞(5)朝着所述中空柱体(2)的所述前基部运动，使所述至少一个压缩弹簧(12)和/或所述至少一个拉伸弹簧能够受压/受拉，并且当所述后内腔(7)与周围大气相通时，所述柱塞(5)能被受压的所述至少一个压缩弹簧(12)和/或受拉的所述至少一个拉伸弹簧驱使而朝向所述后基部运动。7.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达(1)，其特征在于，所述柱塞(5)的直径大于或等于20mm，优选大于或等于30mm，特别优选大于或等于35mm。8.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达(1)，其特征在于，在所述至少一个驱动杆(6)的前面布置有紧固元件(18)、特别是螺纹部，利用所述紧固元件，能够通过与所述紧固元件(18)相匹配的反向紧固元件(44)、特别是与所述螺纹部相匹配的反向螺纹部将工具诸如锯(40、100)、锉(102)或刷子(104)紧固在所述至少一个驱动杆(6)上。9.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达(1)，其特征在于，界定所述中空柱体(2)的所述柱形罩壁(3)、所述柱塞(5)、所述后盖(4)以及—如果存在的话—前盖(14)由塑料、特别是由热塑性塑料优选通过注塑成型制成。10.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达(1)，其特征在于，所述至少一个压缩弹簧(12)是螺旋弹簧，其中，所述螺旋弹簧包围所述驱动杆(6)，其中优选在所述后内腔(7)中没有布置拉伸弹簧。11.根据前述权利要求中任一项所述的压缩气体马达(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：贺利氏医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：