专利名称：制造编织型带倒钩缝合线的自动系统及方法外科手术缝合线用来封闭伤口和外科手术切口，并且用来修复损伤的肌肉、脉管、 和组织。通常，针附接到外科手术缝合线的一端，并且针被牵引穿过组织以形成将组织保持在一起的一个或多个套环。缝合线随后被打出一个或多个结，以使组织能保持拉拢状态。已经进行了许多尝试来改进缝合线。例如，Planck等人的美国专利No. 4，546, 769 公开了一种缝合线，其包括由管状编织结构(例如非卷曲纱线)制成的套；以及位于套内包含卷曲纤维的芯部。通过围绕芯部编织非卷曲纱线来形成套，这提供了更易于弯曲、更易于处理且能打出更好的结的缝合线。尽管缝合线对于封闭伤口非常有效，但是存在与使用常规缝合线相关的多个问题。这些问题中的一些直接涉及用来将缝合线固定就位的结。如果没有正确地系结，那么就可能出现缺陷，包括滑移、结断裂、以及伤口再次裂开。此外，使用结来固定缝合线可能使组织变形、限制血液流动、增加疤痕的形成、阻止伤口愈合、以及导致感染。应对与常规缝合线相关的上述缺陷，已经开发了带倒钩缝合线。与常规缝合线不同，带倒钩缝合线具有突出的倒钩，这些倒钩使缝合线能用来封闭伤口、逼近组织、张紧组织以及附连假体装置而无需使用结。美国专利No. 5，931，855公开了带倒钩缝合线，其用于美容手术，例如提眉和整容。利用结固定常规缝合线需要将结朝下推向组织，以确保缝合线的适当张紧和固定。相比之下，带倒钩缝合线通过向缝合线施加张力而获得适当的张紧和固定。与带倒钩缝合线相关的一个问题是，倒钩可能与缝合线的芯部剥离或分离，这可能导致装置失效。应对带倒钩缝合线遇到的问题，已经开发了具有更耐用倒钩的编织型带倒钩缝合线。在共同转让的美国专利申请公布No. 2007/0005110(该专利申请的公开内容以引用方式并入本文)的一个实施例中，至少一个带倒钩的细丝元件沿着其长度缠绕有多个不带倒钩的细丝元件，并且多个倒钩超过不带倒钩的细丝元件而向外伸出。在一个实施例中，与带倒钩的单丝相比，使用‘110公布中公开的方法制造的编织型带倒钩缝合线在保持强度方面提高了 96%。因此，获得了极好的保持强度而不需要使用结。用于制造编织型带倒钩缝合线的其他努力包括将带倒钩的细丝手动地递送到缠绕细丝组件中。这种方法需要操作者遵守一系列复杂的步骤，包括运行编织机以形成第一段不带倒钩缝合线；关掉编织机，将带倒钩的细丝设置在细丝缠绕在一起的编织机孔眼处； 然后重新打开编织机并使缠绕的细丝能将带倒钩的细丝拉成编织带。这种方法在带倒钩的细丝被拉成编织带时对细丝的捻合几乎很少加以控制，这通常导致不合需要的编织质量。 这种方法还极为耗费劳动力，原因是操作者在调节带倒钩的细丝的位置时需要连续地关闭和打开编织设备。此外，被编织的带倒钩插件材料在很大程度上受缠绕细丝自身的影响，或者受由缠绕产生的振动的影响。编织设备产生的振动可以导致带倒钩的材料抖动、扭转、被钩入细丝中、或者累积不需要的旋转。尽管取得了上述进展，仍然需要用于制造编织型带倒钩缝合线的改进的系统和方法，包括用于制造编织型带倒钩缝合线的自动系统和方法。还需要改进的系统和方法，所述系统和方法能始终如一地生产满足严格标准的编织型带倒钩缝合线，并且能将具有在单个平面内的倒钩的带倒钩插件转变成具有在多个平面内的倒钩的编织型带倒钩缝合线。
在一个实施例中，用于制造编织型带倒钩缝合线的系统包括细丝缠绕组件，其适于围绕诸如带倒钩插件的物体缠绕多个细丝；以及引导组件，其包括至少一个带倒钩插件的分配器开口，该分配器开口限定用于定向带倒钩插件的通路。在一个实施例中，通路为宽度大于高度的细长狭缝。引导组件优选地适于从分配器开口分配至少一个带倒钩插件并且将该至少一个带倒钩插件分配到细丝缠绕组件中，以使得多个细丝可以绕着带倒钩插件缠绕。分配器开口的通路优选地适于允许至少一个带倒钩插件相对于通路纵向移动，同时防止至少一个带倒钩插件相对于通路扭转。换句话讲，通路的尺寸和形状形成为使得带倒钩插件能够沿着其纵轴线相对于通路自由地移动。然而，通路的尺寸和形状基本上适合于带倒钩插件的尺寸和形状，以使得当带倒钩插件穿过通路时带倒钩插件受到限制而不能绕其纵轴线相对于通路旋转。本发明不受限于任何特定的操作原理，但是据认为设置用于分配带倒钩插件的诸如细长狭缝的通路在带倒钩插件被引入细丝缠绕组件时对带倒钩插件的取向和构造提供增强的控制。在编织操作期间，在带倒钩插件被引入细丝缠绕组件时带倒钩插件可绕其纵轴线不受控制地扭转、成圈和/或旋转，这会导致形成质量不一致的编织型带倒钩缝合线。本发明试图通过在带倒钩插件被引入细丝缠绕组件时更加直接地控制带倒钩插件的取向和构造来减少常规编织系统中发现的不受控改变的数量。本发明还提供无需连续看管的自动系统。在一个实施例中，带倒钩插件包括细长芯部，该细长芯部具有前端部、后端部、和在其前端部与后端部之间延伸的纵轴线。带倒钩插件优选地包括至少一个倒钩，并且优选地包括从芯部向外延伸的多个倒钩。在一个实施例中，多个倒钩包括沿第一方向延伸的第一组倒钩和沿相反的第二方向延伸的第二组倒钩。在一个实施例中，至少一组倒钩可以在第一端部和第二端部之间向外呈锥形，这优选地便于带倒钩缝合线穿过组织。在一个实施例中，当带倒钩插件与通路接触时以及当带倒钩插件被引入细丝缠绕组件中时，带倒钩插件的分配器开口的通路合乎需要地控制和/或防止带倒钩插件相对于通路的旋转。在一个实施例中，带倒钩插件的分配器开口可以随着带倒钩插件从该分配器开口分配而旋转，以将旋转传递给带倒钩插件的与通路接触的部分。因此，带倒钩插件不会绕其纵轴线相对于通路旋转，但是带倒钩插件可以被通路带着旋转，从而向带倒钩插件提供扭转。在一个实施例中，通路随着带倒钩插件被分配而旋转，以使得细丝绕着带倒钩插件螺旋地缠绕，这又能导致将具有在单个平面内的倒钩的带倒钩插件转变成具有在多个平面内突出的倒钩的编织型带倒钩缝合线，例如在围绕芯部的周边大约360°。本文所述的系统优选地是自动的，以使得可以生产具有一致特征和质量的编织型带倒钩缝合线。在一个实施例中，所述系统优选地包括系统控制器，该系统控制器具有中央处理单元，以用于控制系统的操作。在一个实施例中，系统控制器控制细丝缠绕组件和引导组件的操作。系统控制器可以具有第一状态，在第一状态中，当带倒钩插件分配到细丝缠绕组件中时分配器开口是静止的。系统控制器可以具有第二状态，在第二状态中，当带倒钩插件分配到细丝缠绕组件中时分配器开口被旋转，以随着细丝绕着带倒钩插件的芯部缠绕向带倒钩插件提供扭转。在一个实施例中，具有有限长度的多个带倒钩插件被串联地引入细丝缠绕组件中。在该实施例中，引导组件优选地包括多个料筒，每一料筒都包括分配器开口中的一个， 该分配器开口限定用于定向带倒钩插件之一的通路(例如细长狭缝)。每一带倒钩插件被优选地载入料筒之一，使得每个带倒钩插件的前端部从与其相关的带倒钩插件的分配器开口的通路突出。在一个实施例中，引导组件还包括用于保持料筒的筒仓，并且所述系统控制器包括子程序，所述子程序用于将料筒一次一个地引入到细丝缠绕组件中。在一个实施例中，第一加载料筒被引入到细丝缠绕组件中，以使得装载在其中的带倒钩插件可以被拉入到细丝缠绕组件中，以制造第一编织型带倒钩缝合线。在已经从第一料筒拉出带倒钩插件之后，料筒可以自动地从系统移开。然后，包括装载在其中的带倒钩插件的第二料筒可以前进至与细丝缠绕组件对准，以使第二料筒中的第二带倒钩插件可以被拉入编织带，用于形成第二编织型带倒钩缝合线。然后分配空的第二料筒，并且重复该过程，以将一系列已装载料筒递送到细丝缠绕组件，并且从系统移开空料筒。在一个实施例中，每一料筒都优选地包括光学窗口，所述光学窗口用于使得装载在其中的带倒钩插件可见。系统控制器优选地包括光学传感器和/或光学设备，用以确定料筒中是否有带倒钩插件。在一个实施例中，在已经从料筒拉出带倒钩插件之后，光学传感器确定已经移除带倒钩插件和料筒是空的。在该时刻，光学传感器向系统控制器传递信号， 该系统控制器继而产生一个或多个信号，以用于从系统移开空料筒并且使下一个已装载料筒推进到与细丝缠绕组件对准。在一个实施例中，每个料筒都包括外表面，并且引导组件优选地包括料筒插入杆， 该料筒插入杆与相应料筒的外表面接合，以用于控制料筒的移动。在一个实施例中，每个料筒都包括设键的下端部，料筒插入杆包括设键的上端部，以用于与料筒的设键的下端部啮合。在一个实施例中，当装载在料筒中的带倒钩插件被拉入到细丝缠绕组件中时，相对的设键的端部使得料筒插入杆能够保持料筒不绕其纵轴线旋转。在一个实施例中，料筒插入杆可以在系统控制器的指令下旋转，以使料筒和与料筒相联的分配器开口旋转，这继而在插件被从料筒的分配器开口拉出时向带倒钩插件提供扭转。在一个实施例中，用于制造编织型带倒钩缝合线的系统包括细丝缠绕组件，其具有多个细丝；以及引导组件，其用于将至少一个带倒钩插件引向细丝缠绕组件。引导组件合乎需要地具有带倒钩插件的分配器开口，例如细长狭缝，分配器开口适于使得带倒钩插件能够通过带倒钩插件的分配器开口纵向移动，同时防止至少一个带倒钩插件相对于带倒钩插件的分配器开口扭转。在一个实施例中，细丝缠绕组件合乎需要地包括编织机孔眼，以将多个细丝引向编织区域。引导组件适于将至少一个带倒钩插件的前端部引导到编织区域中，以用于围绕至少一个带倒钩插件缠绕多个细丝，从而制造编织型带倒钩缝合线。在一个实施例中，至少一个带倒钩插件具有纵轴线，并且带倒钩插件的分配器开口能够随着从带倒钩插件的分配器开口分配带倒钩插件而旋转，以在多个细丝围绕带倒钩插件缠绕时使带倒钩插件绕其纵轴线旋转。在一个实施例中，制造编织型带倒钩缝合线的方法包括提供具有多个细丝的细丝缠绕组件；以及提供被引入细丝缠绕组件的至少一个带倒钩插件。该方法优选地包括 在与细丝缠绕组件相邻处设置带倒钩插件的分配器开口，以将至少一个带倒钩插件分配到细丝缠绕组件中。带倒钩插件的分配器开口优选地适于允许至少一个带倒钩插件相对于带倒钩插件的分配器开口纵向移动，同时防止至少一个带倒钩插件相对于带倒钩插件的分配器开口扭转。该方法合乎需要地包括从带倒钩插件的分配开口分配至少一个带倒钩插件并且分配到细丝缠绕组件中。多个细丝优选地随着从带倒钩插件的分配器开口分配带倒钩插件而围绕带倒钩插件缠绕。在一个实施例中，至少一个带倒钩插件包括芯部和从芯部向外突出的至少一个倒钩。在一个实施例中，带倒钩插件的分配器开口优选地限定细长狭缝，所述细长狭缝具有的尺寸和形状基本上适合于至少一个带倒钩插件的尺寸和形状。在一个实施例中，当分配至少一个带倒钩插件时，带倒钩插件的分配器开口优选地旋转，以随着多个细丝围绕至少一个带倒钩插件缠绕而扭转至少一个带倒钩插件。这个具体实施例优选地将具有处于单个平面内的倒钩的带倒钩插件转变成具有围绕芯部的周边360°突出的倒钩的编织型带倒钩缝合线。在本发明的一个实施例中，所述的系统和方法适于始终如一地在编织期间将插件材料结合到多细丝缝合线中，这可以得到具有插件的最终装置设计，该插件完全容纳在多细丝编织带内，或是具有凸起的最终装置设计，该凸起在单个平面或多个平面中从多细丝编织带向外延伸。在一个实施例中，各种尺寸、形状、材料的带倒钩插件或其变型可以结合到各种尺寸和材料(包括可吸收材料和不可吸收材料)的多细丝缝合线中。新型编织技术 (例如本文所述的编织技术)可实现大量的下一代基于缝合线的装置。在一个实施例中，本发明为在具有一致性且可重复结果的全面制造环境中的编织型带倒钩缝合线装置的制造创造了条件。本发明的全自动特征消除了用手将每个带倒钩插件递送到编织带中的劳动力密集形态。在一个实施例中，有限的长度不一的单独带倒钩插件被放置在料筒中，并在编织期间被送入细丝缠绕组件。结果得到的基于缝合线的装置中，编织型带倒钩缝合线的有限部分位于编织型缝合线的有限长度之间。在另一个实施例中，和单独的带倒钩插件的情况一样，具有带倒钩轮廓的缝合线材料的连续长度可以在编织期间通过引导件从线轴连续地进给，然后结合到缠绕细丝中，这提供了由连续长度的编织型带倒钩缝合线构成的基于缝合线的装置。在一个实施例中，所述自动编织设备便于围绕带倒钩插件编织缠绕细丝，该插件具有从多细丝缝合线突出的所需倒钩。所述自动编织设备使得制造方法能够始终如一地产生满意的编织质量，同时显著降低实现这类装置所需的劳力。在一个实施例中，系统操作者可以将已装载料筒装到筒仓中，对期望的编织循环参数进行编程，并且让所述自动编织设备执行编织操作。或者，在连续长度的缝合线材料具有带倒钩的轮廓的情况下，操作系统的人可以将带倒钩材料的线轴的前端部穿过引导件，并且允许缝合线细丝围绕带倒钩的材料缠绕，直到带倒钩的材料用完。在一个实施例中，本发明还使得制造具有螺旋形芯部的带倒钩缝合线装置成为可能。这个所得到的设计的新颖性在于，可以利用所述自动编织设备控制芯部的螺旋形状，以产生围绕芯部提供360°保持力的固定装置。在一个实施例中，加载有多个料筒的筒仓利用筒仓工具在编织机下方锁定到位。 然后，打开编织机，PLC控制的循环开始将带倒钩插件从料筒递送到编织带中。在适当的时候，伸缩门被缩回，气缸将料筒堆叠推向用于加载领先料筒的室。然后，所述伸缩门关闭，隔离所述室中加载的领先料筒。可以起始二级提升程序。在第一级期间，带马达的上升支架向上移动，然后停止。在第二级期间，上升程序允许推杆接合领先料筒的底部，并且开始杆和料筒的向上移动。在一个实施例中，随着料筒靠近其朝向缠绕细丝的最大行程，但是在料筒到达完全停止之前，带倒钩插件被缠绕细丝拉出料筒。光纤传感器检测带倒钩插件何时已经被拉出料筒，在该时刻，空料筒开始其向下行程。当空料筒返回到料筒室，其经由料筒排出管排出并且被送至收集区域。在一个实施例中，具有带倒钩的轮廓的连续长度的缝合线材料通过引导件递送到缠绕细丝组件中。引导件适于将带倒钩材料递送到缠绕细丝组件。连续长度的带倒钩缝合线材料的前端部穿过引导件，并且被插入所述缠绕缝合线细丝中。在一个实施例中，引导件可以随着连续长度的缝合线材料喂入引导件而旋转，以使所得到的编织型带倒钩缝合线将具有由编织带自身设定的螺旋形状。本发明便于编织型带倒钩缝合线在单个平面或多个平面中具有倒钩或其他凸起，包括360°螺旋形设计。在一个实施例中，用于制造编织型带倒钩缝合线的系统包括子弹形料筒，其适于接纳有限长度的带倒钩插件。在该实施例中，料筒适于充当用于将带倒钩插件递送到编织型多细丝缝合线中的载体。子弹形料筒包括设于料筒的底部的键槽，其防止带倒钩插件不合乎需要地扭转，以能够进行编织。料筒是固定的，并且不允许插件随着其插入编织带而自由移动。在一个实施例中，编织机系统包括控制器，所述控制器具有定时器、传感器以及料筒递送装置。上述控制器优选地与常规编织技术结合，这使得定时器和传感器可供全自动的可重复编织循环之用，所述循环使一致地形成编织型带倒钩缝合线成为可能。料筒递送装置优选地便于(容纳带倒钩插件的)料筒以期望的缝合线长度间隔实际递送给缝合线细丝。随着料筒靠近其朝向缠绕细丝的最大行程，但是在料筒到达完全停止之前，带倒钩插件合乎需要地被缠绕细丝自身拉出料筒。在一个实施例中，控制系统便于对可变运动/旋转、编织速度、和料筒递送速度进行控制。在一个实施例中，在送入缝合线细丝的过程中带倒钩插件的受控旋转便于所得到的螺旋装置(由此缝合线编织带)经由料筒旋转设定带倒钩插件的芯部的扭转。在一个实施例中，编织机系统包括筒仓，其具有伸缩门和排出管。具有伸缩门和排出管的筒仓优选地考虑到侧加载和底部排出装置，其使得能够将已装载料筒递送到缝合线细丝中，以在带倒钩插件已经递送到编织带中之后进行编织和空料筒的排出。在一个实施例中，编织机系统制造编织型带倒钩缝合线，其具有螺旋形芯部，倒钩围绕芯部360°突出。螺旋形设计优选地考虑到围绕芯部进行360°接合而不是在单个平面中进行接合的倒钩。倒钩的360°定位优选地增加了所得装置的保持力。本发明的编织机系统优选地使得操作者能够将具有单个平面内的倒钩的平的带倒钩插件转变成多平面装置。至今，这样的多平面装置仅仅能够经由这样的方法实现，例如切割成单细丝缝合线和扭转所得的装置，或者经由注塑模制成型。在一个实施例中，编织机系统包括用于带倒钩插件的可旋转引导件，其容纳具有带倒钩轮廓的连续长度的缝合线材料，从而连续长度的缝合线材料从线轴进给并且被插入所述编织带中。在一个实施例中，连续长度的具有带倒钩轮廓的缝合线材料可以通过可旋转弓I导件进给而进入编织带中，并且被收集在收集线轴上。弓I导件通过合适的子结构合乎需要地附装于该设备。引导件优选地能够随着连续的带倒钩的材料通过其进给而旋转，以形成所得装置的周期螺旋形设计，缝合线细丝由此设定连续长度的带倒钩缝合线材料的取向。以下将更详细地描述本发明的这些和其它优选实施例。 图1示出了根据本发明一个实施例的用于制造编织型带倒钩缝合线的自动系统。图2示出了根据本发明一个实施例的用于制造编织型带倒钩缝合线的带倒钩插件。图3示出了根据本发明一个实施例的用于制造编织型带倒钩缝合线的料筒。图4A示出了图3所示的料筒的俯视图。图4B示出了图3和4A所示的料筒的顶部透视图。图5A示出了根据本发明一个实施例的用于制造编织型带倒钩缝合线的料筒的横截面图。图5B示出了图5A所示的料筒的另一个横截面图。图5C示出了图5B所示的料筒的透视图。图6A示出了装载在图5A-5C所示的料筒中的图2的带倒钩插件。图6B示出了图6A所示的料筒的前端部。图6C示出了图6A所示的料筒的后端部。图6D示出了图6A所示的料筒的横截面图。图7A示出了加载有图2的带倒钩插件的图3的料筒的侧视图。图7B示出了图7A所示的料筒和带倒钩插件的顶部透视图。图7C示出了根据本发明一个实施例的图3的料筒的中间部分，其中可以通过光学窗口看到带倒钩插件。
图8A示出了根据本发明一个实施例的图3的料筒的下端部的透视图。图8B示出了图8A的料筒的下端部的侧视图。图8C示出了图8A和8B所示的料筒的下端部的端部透视图。图9示出了根据本发明一个实施例的保持多个料筒的筒仓。图10示出了根据本发明一个实施例的设置在图1所示系统的编织机板下方的图 9的筒仓和料筒。图11A-11E示出了根据本发明一个实施例的将料筒装入用于制造编织型带倒钩缝合线的系统中的方法。图12示出了根据本发明一个实施例的在图IlE所示的方法步骤期间的图1的系统。图13示出了根据本发明一个实施例的料筒引导管和细丝缠绕组件。图14A和14B示出了根据本发明一个实施例的使料筒的上端部朝向细丝缠绕组件前进的方法。图14C示出了根据本发明一个实施例的细丝，其围绕带倒钩插件缠绕以用于形成编织型带倒钩缝合线。图15示出了根据本发明一个实施例的编织型带倒钩缝合线。图16示出了根据本发明一个实施例的编织机线圈架，其设置在图14C所示的细丝缠绕组件的下游。图17示出了图16所示的编织机线圈架的放大图。图18示出了根据本发明一个实施例的缝合线收集线轴，其设置在图16和17所示的编织机线圈架的下游。图19示出了根据本发明一个实施例的空料筒，该空料筒在带倒钩插件已经从料筒拉出后被从系统分配出。图20A-20D示出了根据本发明一个实施例的从图1所示的系统取出空料筒的方法。图21示出了根据本发明一个实施例的用于制造编织型带倒钩缝合线的自动系统。图22示出了根据本发明一个实施例的编织型带倒钩缝合线，其具有绕着芯部在多个平面内突出的倒钩。
本发明涉及制造编织型带倒钩缝合线的自动系统及方法，所述系统(50)包括细丝缠绕组件和引导组件，该引导组件包括至少一个带倒钩插件(100、304)的分配器开口，该分配器开口限定用于定向带倒钩插件的通路。引导组件适于将至少一个带倒钩插件从分配器开口分配到细丝缠绕组件中，以用于使多个细丝(284、308)围绕至少一个带倒钩插件缠绕，从而制造编织型带倒钩缝合线。所述分配器开口的通路适于允许带倒钩插件相对于通路纵向移动，同时防止带倒钩插件相对于通路扭转。随着分配带倒钩插件，带倒钩插件的分配器开口能够选择性地旋转，以使得带倒钩插件随着细丝绕着带倒钩插件缠绕而旋转。所述通路可以是宽度大于高度的细长狭缝。
制造编织型带倒钩缝合线的自动系统及方法
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