專利名稱:一種小型手術刀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種小型的雙模式微納米切割工具，尤其是涉及一種應用于生物
醫(yī)療領域的小型手術刀。
技術背景
現(xiàn)有的小型手術刀一般采用人力進行切割，已有不少相關報道。
公告號為CN2380187的實用新型專利提供一種小型手術刀，它包括有刀柄、頸部
和刀頭，其特征是刀柄呈扁方無棱角形，頸部有增強造型，刀頭上設置有刀刃。它具有手術
操作中手感好，準確程度高，刀桿強度高，靈活方便，減少組織損傷。根據(jù)需要可將刀頭做成
不同的形狀，刀刃因用途而設置，用以完成各種微創(chuàng)手術，拓寬了閉合性手術器械的種類，
能明顯提高閉合性手術的質量和療效。它將在外科松解和保守治療的邊緣越來越顯示重要作用。
公開號為CN17923的實用新型專利申請?zhí)峁┮环N精密剌切纖維手術刀，由帶刀的 針體和刀柄組成，刀柄為扁平的馬蹄形或橢圓形，刀體為圓柱形，刀刃為凹刃，刀刃向刀柄 方向凹入。適用于筋膜、韌帶或肌腱的切斷，并使手指在施術中能夠更方便、合理的用力， 從而確保施術的準確性和有效性，有利施術過程中手指的合理用力和在盲視狀態(tài)下對微細 組織結構更有效的切割剝離，代替了手術刀的作用，并有很好的針剌效果，提高了手術安全 性，減少了病人的痛苦，增加了施術有效性和整體美觀性。
公告號為CN201108477的實用新型專利提供一種神經(jīng)外科小型手術刀，包括小弧 形刀片，其特征是在小弧形刀片上固定設有細長手柄。該實用新型結構簡單，使用方便，神 經(jīng)外科在做顱腦內手術時切割快捷、手術效率高，手術范圍廣。
采用超聲驅動的小型手術器械，由于刀頭的尺寸都是在毫米與微米級，因此它們 都是屬于微創(chuàng)手術。相比起其它微創(chuàng)手術方法，如電外科手術和激光外科手術，超聲手術器 械所需設備更為簡單，所造成的損傷更小。因為超聲手術刀是伴隨著刀頭的高頻振動而實 現(xiàn)切割的，無需施加較大的壓力。當蚊子在叮咬與吸取人或動物的血液時，其吸管就是靠超 聲振動而進入皮膚表層的，而人或動物在被蚊子叮咬與吸取血液時并不能感覺到疼痛。另 外，超聲手術刀可借助局部的摩擦生熱實現(xiàn)止血的功能。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種可實現(xiàn)微納米級別的高頻的橫向與縱向模式切 割的小型手術刀。
本實用新型的技術方案是基于超聲共振的原理。
本實用新型設有刀體，在刀體中部上下分別設有上下壓電超聲驅動器，上下壓 電超聲驅動器為壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的厚度為0. 5 2mm，長度比刀體寬度長0. 1 0. 5mm，上下壓電超聲驅動器的極化方向相反，上下壓電超聲驅動器之間由導線外接電源； 刀體為硅片，硅片上下表面沉積氮化硅薄膜，硅片的厚度為0. 2 lmm，每一層氮化硅薄膜
3CN 201453336 U 的厚度為0. 5 3 ii m，刀體的刀尖部呈倒喇叭形，刀尖部的刀尖偏離刀尖部中線1/5 1/2 刀體的寬度，刀尖部的長度為0. 1 2cm，刀尖部喇叭口的寬度為0. liim lmm。 刀尖部的刀尖設有鋸齒。
制備時，首先采用低氣壓化學氣相沉積(LPCVD)方法，在硅片表面沉積一層氮化 硅薄膜，經(jīng)過曝光，再用反應離子刻蝕法去除被曝光部分的氮化硅薄膜后，采用干法刻蝕或 濕法刻蝕去除相應的硅體，得到刀體。再將2片壓電陶瓷片分別貼在刀體中部兩表面，得到 小型手術刀。
本實用新型的工作原理是當一個正弦交流信號以適當?shù)念l率及波幅輸入到壓電 陶瓷驅動器時，刀體在其驅動下發(fā)生體共振，并且在合適的頻率下，刀尖部分分別產(chǎn)生縱向 和橫向振動，其中，縱向振動可以實現(xiàn)皮膚的切割，橫向振動可以實現(xiàn)生物組織的切割。從 試驗測試中可以觀察到如果只是縱向共振，切割的效率很低，而在加了橫向共振以后，可以 觀察到小型手術刀切割速度明顯加快。橫向共振幅度一般設計為縱向共振幅度的1/10 1/3。本實用新型提供的用于微納米切割的雙模式小型手術刀能夠實現(xiàn)高精度的微納米級 別的切割，在生物醫(yī)療領域具有應用前景。
本實用新型的有益效果如下其一是切割精度高，可實現(xiàn)微納米級別的切割，由于 切割速度為微米每秒或納米每秒，因此小型手術刀所造成的損傷很小。其二是切割伴隨著 刀頭的高頻振動而實現(xiàn)，因此無需施加較大的壓力，并且在切割過程中，小型手術刀可借助 局部的摩擦生熱可實現(xiàn)止血的功能，因而可最大化的降低患者的痛苦。其三是小型手術刀 實現(xiàn)了雙模式的切割過程，其縱向模式可實現(xiàn)皮膚的縱向切割；而橫向模式可實現(xiàn)生物組 織的切割。
經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，雙模式可大大提高切割效率，使小型手術刀切割進入實驗用品體內 的速度明顯加快。其四是小型手術刀的結構易于實現(xiàn)，所需材料為壓電陶瓷及沉積有氮化 硅薄膜的基底硅，可實現(xiàn)大批量的制作。其五是小型手術刀的工作狀態(tài)穩(wěn)定，只有當輸入信 號頻率符合器件的共振頻率時，才能驅動器件進入工作狀態(tài)。并且在工作過程中，輸入信號 只需由合適的信號發(fā)生器提供，易于操作。其六是小型手術刀刀體所采用的硅材料具有生 物兼容性，不會對手術對象帶來不良反應。因此，利用本實用新型對人體或動物體進行手 術，能夠實現(xiàn)高精度的手術切割過程，并最大限度地降低患者的痛苦，具有很大的實用價值 和可行性。


圖1為本實用新型實施例雙模式小型手術刀的結構示意圖。
圖2為本實用新型實施例雙模式小型手術刀與電源連接示意圖。
圖3為本實用新型實施例直線形單尖結構雙模式小型手術刀的結構示意圖。
圖4為本實用新型實施例直線形鋸齒結構雙模式小型手術刀的結構示意圖。
圖5為本實用新型實施例高斯喇叭形單尖結構雙模式小型手術刀的結構示意圖。
圖6為本實用新型實施例高斯喇叭形鋸齒結構雙模式小型手術刀的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1和2所示，用于微納米切割的雙模式小型手術刀由上下2片壓電超聲驅動器1和刀體2組成，刀體2采用沉積有氮化硅薄膜的硅基底經(jīng)體硅微制造工藝加工完成，上 下2片壓電超聲驅動器1分別粘貼于刀體中部的上下表面。
本實用新型設有刀體，在刀體中部上下分別設有上下壓電超聲驅動器，上下壓 電超聲驅動器為壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的厚度為0. 5 2mm，長度比刀體寬度長0. 1 0. 5mm，上下壓電超聲驅動器的極化方向相反，上下壓電超聲驅動器之間由導線外接電源； 刀體為硅片，硅片上下表面沉積氮化硅薄膜，硅片的厚度為0. 2 lmm，每一層氮化硅薄膜 的厚度為0. 5 3 ii m，刀體的刀尖部呈倒喇叭形，刀尖部的刀尖偏離刀尖部中線1/5 1/2 刀體的寬度，刀尖部的長度為O. 1 2cm，刀尖部喇叭口的寬度為0. liim lmm。 刀尖部的刀尖設有鋸齒。
如圖3所示，用于微納米切割的直線形單尖結構雙模式小型手術刀由上下2片壓 電超聲驅動器1和刀體2組成，刀體2設計為直線形單尖結構。
如圖4所示，用于微納米切割的直線形鋸齒結構雙模式小型手術刀由上下2片壓 電超聲驅動器1和刀體2組成，刀體2設計為直線形鋸齒結構。
如圖5所示，用于微納米切割的高斯喇叭形單尖結構雙模式小型手術刀由上下2 片壓電超聲驅動器1和刀體2組成，刀體2設計為高斯喇叭形單尖結構。
如圖6所示，用于微納米切割的高斯喇叭形鋸齒結構雙模式小型手術刀由上下2 片壓電超聲驅動器1和刀體2組成，刀體2設計為高斯喇叭形鋸齒結構。
權利要求
一種小型手術刀，其特征在于設有刀體，在刀體中部上下分別設有上下壓電超聲驅動器，上下壓電超聲驅動器為壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的厚度為0.5～2mm，長度比刀體寬度長0.1～0.5mm，上下壓電超聲驅動器的極化方向相反，上下壓電超聲驅動器之間由導線外接電源；刀體為硅片，硅片上下表面沉積氮化硅薄膜，硅片的厚度為0.2～1mm，每一層氮化硅薄膜的厚度為0.5～3μm，刀體的刀尖部呈倒喇叭形，刀尖部的刀尖偏離刀尖部中線1/5～1/2刀體的寬度，刀尖部的長度為0.1～2cm，刀尖部喇叭口的寬度為0.1μm～1mm。
2. 如權利要求
1所述的一種小型手術刀，其特征在于刀尖部的刀尖設有鋸齒。
專利摘要
一種小型手術刀，涉及一種小型的雙模式微納米切割工具。提供一種可實現(xiàn)微納米級別的高頻的橫向與縱向模式切割的小型手術刀。設有刀體，在刀體中部上下分別設有上下壓電超聲驅動器，上下壓電超聲驅動器為壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的厚度為0.5～2mm，長度比刀體寬度長0.1～0.5mm，上下壓電超聲驅動器的極化方向相反，上下壓電超聲驅動器之間由導線外接電源。本實用新型的有益效果如下1.切割精度高；2.最大化的降低患者的痛苦；3.實現(xiàn)了雙模式的切割過程，其縱向模式可實現(xiàn)皮膚的縱向切割；而橫向模式可實現(xiàn)生物組織的切割。
文檔編號A61B17/3211GKCN201453336SQ200920065432
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月31日
發(fā)明者李雪義 申請人:李雪義導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan