一种磁控收缩-舒张装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种磁控收缩

【技术实现步骤摘要】
一种磁控收缩
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舒张装置及系统


[0001]本专利技术属于医疗器械
，更具体地，涉及一种磁控收缩
‑
舒张装置及系统。

技术介绍

[0002]目前许多疾病以及术后的并发症会对患者器官的功能造成影响，可能将造成器官肌无力，从而影响人体的循环和代谢过程。例如，许多心血管疾病病程发展至终末期阶段的表现形式为心力衰竭，其主要症状为心肌无力、心脏泵血能力不足从而导致动脉供血不足且静脉系统瘀血，极大地影响人体的血液循环。此外，心血管意外以及脊髓麻醉等医源性因素可能会导致神经源性膀胱，具体表现为无法通过神经系统控制逼尿肌的运动，通过逼尿肌的收缩与舒张使膀胱和尿道完成排尿等功能，最终可导致肾衰竭、膀胱肿瘤等并发症。综上，器官衰竭所导致的器官肌无力现象将极大地影响器官的正常功能，从而对患者的生命健康造成巨大的威胁。
[0003]目前针对器官肌无力的治疗方法大体上可以分为药物治疗法和辅助装置治疗法。其中药物治疗副作用大，适用范围也较为局限，对于许多中晚期患者药物治疗可能效果甚微。而通过医疗辅助装置来对器官功能进行辅助，可以有效改善器官肌无力所引发的循环代谢不畅现象，从而避免了对患者健康的进一步损伤。针对心力衰竭现象，通常考虑用心脏辅助泵血装置来对患者进行治疗。例如采用机械循环泵血装置，通过植入或体外循环来代替一部分心脏的功能，但此种装置结构复杂，植入有困难，还极易引起败血症等并发症。此外采用气动、电动以及磁力悬浮作为动力的心室泵血装置同样存在着与装置血液直接接触从而引发溶血、血栓等问题。针对神经源性膀胱，目前临床上采用插管引流、膀胱造瘘等方式对膀胱进行辅助，但医疗装置与尿液的直接接触将导致尿路结石、尿道感染等并发症。
[0004]为克服传统泵血装置的不足，一些新的针对器官肌无力的装置被提出。例如，采用磁动力的方法对心肌或逼尿肌的收缩与舒张产生驱动力，从而辅助心脏的泵血以及膀胱排尿过程。在专利文献CN113546300A中，利用磁性梯度力对固定在心脏上的磁性活块进行驱动，从而对心脏进行泵血，其避免了与血液的直接接触，大大减少了血栓、出血、感染以及导线缠绕等问题。在专利CN101176689A中提出了一种利用体外磁力驱动膀胱排尿的膀胱动力泵，利用体外的电磁驱动装置驱动永磁体制成的磁动子配合定子完成对膀胱排尿的辅助。但现有磁装置所采用的基于磁梯度力驱动模式存在以下不足：1)梯度磁场力随空间距离的衰减速度很快，因此，为了对心脏泵血产生足够强的驱动效果，通常需要在体外产生很强的磁场，用于实际人体医疗时的装置设计难度高、投入成本大；2)梯度磁场力的方向性较为单一，基于该特性下的泵血装置存在控制精度较低的缺点；3)现有利用磁动力对心脏泵血进行辅助的方案是采用多个磁片的方式来产生局部驱动，虽然提升了心脏泵血辅助区域的灵活性，但一方面磁驱动系统复杂(需要多个磁片配合)，另一方面所产生的驱动效果是通过局部受力带动整体变形，连续性较差，与人体心肌组织的整体收缩与舒张的形状与趋势不一致，可能会在患者的康复过程中令患者产生不适感。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种磁控收缩
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舒张装置及系统，通过对在目标收缩状态下进行初始磁化的磁性软体套管进行相同磁场方向的磁控驱动，利用磁转矩原理实现心脏或膀胱的磁控收缩
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舒张动作，解决了现有利用磁梯度力原理的驱动技术存在需要驱动磁场大、驱动装置成本高、设计难度大等问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种磁控收缩
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舒张装置，包括磁性软体套管和磁场发生装置；其中：
[0007]所述磁性软体套管的内部形状与呈舒张状态的器官外部形状相适应；该磁性软体套管中包括软体材料，还包括磁性颗粒；所述磁性软体套管中的磁性颗粒为在其目标收缩状态下经过初始磁化的永磁颗粒。
[0008]所述磁场发生装置用于产生均匀磁场，并用于驱动经初始磁化的、且植入体内的磁性软体套管，在所述均匀磁场下利用磁转矩的作用发生可控收缩和舒张的动作；且所述磁场发生装置产生的用于驱动所述磁性软体套管发生收缩和舒张动作的磁场方向与所述磁性软体套管进行初始磁化时的磁场方向相同。
[0009]可选地，所述器官为心脏或膀胱。
[0010]可选地，所述软体材料为聚二甲基硅氧烷树脂或硅胶，所述磁性颗粒为NdFeB、SmCo和AlNiCo等材料的一种或者几种材料的混合。
[0011]可选地，所述磁性软体套管为单层或多层结构，且所述磁性软体套管表面为生物相容性材料，内部设置有磁性颗粒和软体材料；该磁性软体套管通过注塑成型或3D打印制备得到。
[0012]可选地，所述磁性软体套管的制备，包括如下步骤：
[0013]S1：将软体材料与磁性颗粒混合得到磁性软体混合物：
[0014]S2：将所述磁性软体复合物注入模具，进行注塑固化成型，得到磁性软体套管粗品；
[0015]S3：使所述磁性软体套管粗品的内表面与生物相容性材料发生交联，得到所述磁性软体套管；
[0016]S4：采用夹具将所述磁性软体套管夹持至目标收缩状态，采用磁场发生装置对处于目标收缩状态的磁性软体套管中的磁性颗粒进行磁化，得到经过初步磁化的磁性软体套管。
[0017]可选地，所述生物相容性材料为水凝胶，可通过自由基聚合法以丙烯酰胺和海藻酸钠等为原料来制备。
[0018]可选地，所述初始磁化为整体充磁或局部充磁。
[0019]可选地，所述初始磁化采用大于1T的脉冲磁场进行磁化，用于驱动所述磁性软体套管发生收缩和舒张动作的磁场大小为10mT至300mT。
[0020]可选地，所述磁场发生装置包括电源、电源控制系统和线圈；其中：
[0021]所述电源用于为线圈提供电能；
[0022]所述电源控制系统用于根据监测到的患者生理指标对所述电源的输入波形进行控制，从而控制电源对所述磁性软体套管施加的磁场的大小和方向，以满足器官收缩和舒张动作的频率和周期性要求；
[0023]所述线圈用于产生磁场以驱动植入体内的且经过初始磁化的所述磁性软体套管发生收缩变形，且所述线圈产生的磁场方向与所述磁性软体套管中磁性颗粒初始磁化时的磁场方向一致。
[0024]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种磁控收缩
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舒张系统，包括所述的磁控收缩
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舒张装置，还包括夹具。其中，所述夹具用于将所述磁性软体套管按照其目标收缩形状进行夹持，并在该夹持状态下利用所述磁场发生装置对所述磁性软体套管中的磁性颗粒进行初始磁化。
[0025]优选地，所述磁场发生装置为脉冲磁场发生装置。
[0026]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0027](1)采用本专利技术所述的基于磁转矩原理的包含磁性软体套管的磁控收缩
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舒张装置，解决了传统心脏泵血装置或膀胱泵等使用寿命短、易引发微生物感染等问题，采用磁场驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁控收缩
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舒张装置，其特征在于，包括磁性软体套管和磁场发生装置；其中，所述磁性软体套管的内部形状与呈舒张状态的器官外部形状相适应；该磁性软体套管中包括软体材料，还包括磁性颗粒；所述磁性软体套管中的磁性颗粒为在其目标收缩状态下经过初始磁化的永磁颗粒；所述磁场发生装置用于产生均匀磁场，并用于驱动经初始磁化的、且植入体内的磁性软体套管，在所述均匀磁场下利用磁转矩的作用发生可控收缩和舒张的动作；且所述磁场发生装置产生的用于驱动所述磁性软体套管发生收缩和舒张动作的磁场方向与所述磁性软体套管进行初始磁化时的磁场方向相同。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述器官为心脏或膀胱。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述软体材料为聚二甲基硅氧烷树脂或硅胶，所述磁性颗粒为NdFeB、SmCo和AlNiCo材料的一种或者几种材料的混合。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁性软体套管为单层或多层结构，且所述磁性软体套管表面为生物相容性材料，内部设置有所述磁性颗粒和所述软体材料；该磁性软体套管通过注塑成型或3D打印制备得到。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁性软体套管的制备，包括如下步骤：S1：将软体材料与磁性颗粒混合得到磁性软体混合物：S2：将所述磁性软体复合物注入模具，进行注塑固化成型，得到磁性软体套管粗品；S3：使所述磁性软体套管粗品的内表面与生物相容性材料发生交联，得到所述磁性软体套管；S4：采用夹具将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹全梁，田雨，孙宇轩，文昊，刘锐奇，韩小涛，李亮，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：