一种用于治疗骨折和/或骨不连的治疗仪制造技术

本发明专利技术公开了一种用于治疗骨折和／或骨不连的治疗仪，至少包括有复合膜，人机界面控制系统，压力控制模块，储液瓶，采用复合膜高分子作为产生负压的密封材料，一方面利用复合膜提供给骨组织再生与修复的适宜微环境及生长因子的作用；另一方面利用负压促进骨细胞增殖、富集细胞及生长因子和促进血管生长的作用，在隔离骨与软组织的复合膜管上加用负压吸引，可以综合利用膜引导性骨组织再生和负压诱导骨组织再生，从而加速骨愈合。治疗仪采用模块化设计，各个组件相对独立，采用三种供电模式，并有过／欠压保护功能，微控制器配合高精度压力传感器监控对负压泵和减压阀进行控制；通过键盘进行负压设置等系列操作，同时所有的操作和数据均可显示。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗器械，特别是一种用于治疗骨折和/或骨不连的治疗仪。
技术介绍
骨组织属缓慢再生组织.，骨折患者治疗周期长，恢复慢，并有5% 7 %的骨折病人由于多种原因发生延迟愈合或不愈合。目前进入临床的促骨折 骨不连愈合方法有电磁场、超声、微波等，由于这些方法的疗效仍未得到广 泛的认可，而且这些方法均依赖大型设备，因而仍在医疗机构得不到广泛的 普及。
技术实现思路
为了克服现有的促骨组织再生疗法的局限性，本专利技术的目的在于，提供 一种用于治疗骨折和/或骨不连的治疗仪，该治疗仪在目前促进骨折愈合的 理论的基础上，选用复合膜作为产生负压的密封材料，利用膜的引导性骨组 织再生原理和负压促进骨细胞增殖、生长因子分泌和血管生长的作用，进一 步提高骨折、骨不连患者的治愈率，縮短治疗时间。为.了实现上述任务，本专利技术采用如下技术方案一种用于治疗骨折和/或骨不连的治疗仪，其特征在午，该治疗仪至少 包括有复合膜，用于包覆在骨折或骨不连的部位周围，该复合膜连接有硅胶双 腔管；人机界面控制系统，包fe微控制器，微控制器上分别连接有键盘阵列、 液晶显示模块、实吋吋钟模块、RS232通讯模块、ADC/前置电路、电源系统以及过/欠压保护模块；压力控制模块，该压力控制模块由负压泵和电磁阀及压力传感器组成， 负压泵和电磁阀均采用光耦合器件与人机界面控制系统的微控制器连接；一储液瓶，该储液瓶连接于压力控制模块的负压泵上，并通过硅胶双腔 管与复合膜相连。所述的复合膜采用聚乳酸-羟基乙酸和胶原作为基本成分，复合膜分为 三层，两侧表面是高分子半透膜，孔隙直径小于10pm，，于阻隔细胞的流 失和引导组织再生；中间为直径50pim 200iim孔隙的海绵状膜，其结构为 不十分完善的蜂窝状孔泡沬，用于支撑和压力传导，复合膜的厚度为 3 5mm，且复合膜的一个侧边预制有和硅胶双腔管直径相当的多个侧孔，用 于与硅胶双腔管连接，硅胶艰腔管插入高分子复合膜内4cm。复合膜利用木材模板法和Breath figure法制备。复合膜预制为一系列 的弧度和形状以适用不同的部位，总厚度约为3mm 5mm，可包绕在骨折、 骨不连部位的周围，硅胶双腔管插入复合膜内4cm，插入部分有多个侧孔。压'力控制模块由负压泵和电磁阀及压力传感器组成，采用微机械加工技 术制造，可以测量腐蚀性介质。传感器的输出信号经过放大器放大后送入 A/D'转换芯片，在4.096V参考电压的驱动下，转换精度可达lmV。使该压力 传感器控制模块的控制精度达到lmmHg。负压泵和电磁阀均采用光耦合器件与微控制器连接，当微控制器给出加 压信号时，负压泵工作并提供持续的负压；当微控制器给出减压信号时，电 磁阀打开减压。所有的加压和减压过程均在压力传感器的监控下自动进行， 确保储液瓶中的压力得到精确控制。储液瓶容量1000毫升，内部有压力传感器和容量传感器，当内部压力 及液体容量超过允许值的范围时，保护电路启动并切断微控制器与负压泵之 间的控制联系。微控制器检测到控制联系被切断时，会发出过/欠压报警信号。微控制器采用Philips公司的P89V51RD2型号单片机，带有64kB字节 的flash和lkB字节的RAM,支持ISP/IAP功能。在压力传感器的控制下， 可以精确调节和控制负压值，确保吸引过程的有效性和安全性。同时，系统 还可以记录100次治疗记录，包括治疗起始时间和压力数值。治疗记录可利 用RS232接口将治疗记录上传到电脑上，实现了治疗记录的储存和査询功 能。 '人机界面控制系统包括微控制器，微控制器上分别连接有键盘阵列、液 晶显示模块、实时时钟模块、RS232通讯模块、ADC/前置电路、过/欠压报 警模±夫、电源系统以及过/欠压保护模块；键盘阵列采用ZLG7289键盘芯片，通过四个引脚与微'控制器连接。当有 按键按下时，ZLG7289芯片会产生一个外部硬件中断，微控制器响应该中断 后从DI( 引脚读出按键信息，执行相应的操作，实现键盘对整机的控制。本专利技术的用于治疗骨折和/或骨不连的治疗仪，釆用复合膜作为骨再生 与修复部位的密封材料，结合负压泵和电磁阀产生负压， 一方面利用负压促 进骨细胞增殖、生长因子分泌和血管生长的作用；另一方面利用膜提供给骨 组织再生与修复的适宜微环境、富集细胞及生长因子的作用。进一步提高骨 折、骨^F连患者的治愈率，縮短治疗时间。负压泵采用模块化设计，各个组件相对独立，采用微控制器配合高精 度压力传感器监控对负压泵和减压阀进行控制；采用友好的人机界面，可以 通过键盘方便的进行负压设置等一系列控制操作，同时所有的操作和数据均 在LCD屏幕上进行显示。该镡携式负压吸引器采用三种供电模式，并有过欠 压保护功能，保证患者安全。附图说明图1是负压吸引仪系统组成框图2是复合膜结构及放置位置示意图； 图3是复合膜制造流程示意图； 图4是压力控制模块电路图； 图5是压力传感器模块电路图； 图6是供电设计电路图'7是人机界面模块设计图。 . 以下结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施例方式本专利技术制备的用于治疗骨折和/或骨不连的治疗仪，其理论依据有两点 第一点是是膜引导性骨组织再生理论，就是给骨提供一个隔离的微环境，使 成骨因素能够在局部富集，而不受到四周软组织的千扰，从而增强成骨因素、 加速骨折愈合。基本原理是在骨折、骨不连部位放置一层膜管以分隔不同的 组织，建立能使骨再生功能得到最大程度发挥的有利环境，通过膜管来阻断 周围快速生长的软组织的干扰。而且膜管能为所需组织细胞提供再生空间， 更重要的是，它能提供适宜局部细胞和生长因子聚集及释放的微环境，增大 成骨相关细胞密度及骨形态发生蛋白等因子浓度；第二点是负压诱导骨组织 再生理论，负压可以调控基因表达，促进骨组织再生，加速骨改建，促进局 部血管组织的生长，促进局部细胞因子的分泌，在骨折局部富集细胞。在隔 离骨与软组织的复合膜管上加用负压吸引，可以最有效的结合这两个理论的 长处，从而加速骨愈合。本，专利技术的用于治疗骨折和/或骨不连的治疗仪的原理框图如图1所示， 至少包括有 '.复合膜，用于包覆在骨折或骨不连的部位周围，该复合膜连接有硅胶双 腔管；人机界面控制系统，包括微控制器，微控制器上分别连接有键盘阵列、液晶显示器、实时时钟模块、RS232通讯模块、ADC/前置电路、过/欠压报 警模块、电源系统以及过/欠压保护模块； '.压力控制模块，该压力控制模块由负压泵和电磁阀及压力传感器组成， 负压泵和电磁阀均采用光耦合器件与人机界面控制系统的微控制器连接；一储液瓶，该储液瓶连接于压力控制模块的负压泵上，并通过硅胶双腔 管与复合膜相连。 '各部分的功能及实施方式-高分子复合膜分为中间膜和高分子半透膜，总体厚度约3 5mm,预制 为不同.的弧度和形状以适用不同的部位，高分子复合膜的位置放置在骨断端 周围，如图2所示。 ' 1、制备高分子半透膜通过在疏水性PLGA分子上接枝亲水性的胶原分子赋予其两亲性，用于 半透膜的制备。然后选取蜂窝状孔孔径位于10 200iim范围内、呈单分散 和不同孔形状的木材作为模板，经控制碳化、真空/浸渍等方法，可将其蜂 窝状孔结构转移至PLGA等生物高分子材料上。木材模板法构建半透膜的详 细内容1)模板孔结构设计 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于治疗骨折和／或骨不连的治疗仪，其特征在于，该治疗仪至少包括有：复合膜，用于包覆在骨折或骨不连的部位周围，该复合膜连接有硅胶双腔管；人机界面控制系统，包括微控制器，微控制器上分别连接有键盘阵列、液晶显示模块、实时时钟模 块、ＲＳ２３２通讯模块、ＡＤＣ／前置电路、电源系统以及过／欠压保护模块；压力控制模块，该压力控制模块由负压泵和电磁阀及压力传感器组成，负压泵和电磁阀均采用光耦合器件与人机界面控制系统的微控制器连接；一储液瓶，该储液瓶连接于压 力控制模块的负压泵上，并通过硅胶双腔管与复合膜相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于治疗骨折和/或骨不连的治疗仪，其特征在于，该治疗仪至少包括有复合膜，用于包覆在骨折或骨不连的部位周围，该复合膜连接有硅胶双腔管；人机界面控制系统，包括微控制器，微控制器上分别连接有键盘阵列、液晶显示模块、实时时钟模块、RS232通讯模块、ADC/前置电路、电源系统以及过/欠压保护模块；压力控制模块，该压力控制模块由负压泵和电磁阀及压力传感器组成，负压泵和电磁阀均采用光耦合器件与人机界面控制系统的微控制器连接；一储液瓶，该储液瓶连接于压力控制模块的负压泵上，并通过硅胶双腔管与复合膜相连。2. 如权利要求书1所述的用于治疗骨折和/或骨不连的治疗仪，其特征 在手，所述的复合膜采用聚乳酸-羟基乙酸和胶原作为基本成分，复合膜分 为三层，两侧表面是高分子半透膜，孔隙直径小于10pim，用于阻隔细胞的 流失和引导组织再生；中间为直径50Mm 200nm孔隙的海绵状膜，其结构 为不十分完善的蜂窝状孔泡沫，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张银刚，张宏，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]