Микрохирургический колюще-режущий инструмент

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(73) Патентообладатель Национальный научный центр Харьковский физико-технический институт(57) Микрохирургический колюще-режущий инструмент, содержащий держатель и рабочую часть с режущей кромкой, отличающийся тем, что рабочая часть содержит колющее острие и выполнена из металлокерамического вольфрама или молибдена с волокнистой структурой, причем средний поперечный размер волокна не менее чем в 10 раз меньше поперечного размера колющего острия у его вершины. Изобретение относится к медицинской технике, в частности, к микрохирургическому инструменту, преимущественно к офтальмологическому. Известен мнкрохирургический колюще-режущий инструмент 1, выбранный в качестве прототипа, содержащий держатель и рабочую часть с режущей кромкой. Пи этом режущая кромка содержит слой особо твердого материала, в частности, из нитрида кремния толщиной 0.1 - 0.05 мкм. Недостатком такого микрохирургического инструмента является то, чт применение особо твердого материала обусловливает повышенную хрупкость и, как следствие, невысокий ресурс работы такого инструмента, а также высокую травматичность рассечения ткани. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание такого микрохирургического колюще-режущего инструмента, в котором рабочая часть должна быть выполнена из материала со структурой, определяющей высокие прочностные свойства, сохраняющиеся в процессе работы, что в итоге увеличивает ресурс работы инструмента и снижает травматичность рассечения ткани. Поставленная задача решается тем, что в микрохирургическом колюще-режущем инструменте, содержащем держатель и рабочую часть из металла с колющим трием и режущей кромкой, в соответствии с изобретением, рабочая часть выполнена из металлокерамического вольфрама или молибдена с волокнистой структурой,причем средний поперечный размер волокна не менее чем в 10 раз меньше поперечного размера колющего острия у его вершины. Сущность изобретения поясняется лдующим образом. Выполнение рабочей части колюще-режущего инструмента из металлокерамического материала определено тем, что волокна в структуре такого материала обладают высоким пределом прочности, а также адгезионной прочностью соединения между собой, что способсвует повышению прочности материала на изгиб и, соответственно, повышению прочности самого ост 2271 1 рия. Как следствие увеличивается ресурс работы инструмента н снижается травматичность рассечения ткани. Выполнение рабочей части колюще-режущего инструмента из металлокерамического вольфрама или молибдена, определено тем, что в таком металле создаются благоприятные условия для последующего создания волокон, обладающих высоким пределом прочности, а также высоком адгезионной прочностью соединения между собой (как обнаружено авторами - до 23 ГПа, что на порядок выше прочности самого материала). Это способствует повышению прочностных свойств изделий, изготовленных из такого металла и, как следствие, увеличению ресурса работы инструмента и снижению травматичности рассечения ткани. Выполнение рабочей части колюще-режущего инструмента из материала с волокнистой структурой способствует, благодаря наличию сильных связей между волокнами в поперечном направлении, проявлению высокой прочности металла на изгиб и, как следствие, увеличению ресурса работы инструмента, а также снижению травматичности рассечения ткани. Выполнение условия, при котором средний поперечный размер волокна в структуре не менее, чем в 10 раз меньше поперечного размера колющею острия у его вершины, обеспечивает высокую прочность острия при его микроразмерах, а также высокую прочность рабочей части инструмента на изгиб. Уменьшение отношения поперечного размера колющего острия у его вершины к среднему поперечному разме полокна в структуре (отношение менее 10) приводит к уменьшению связей между волокнами и способствует уменьшению прочности на изгиб рабочей части инструмента и, как следствие, к снижению ресурса работы, а также увеличению травматичности при рассечению ткани. На фиг. 1 представлен общий вид колюще-режущего инструмента на фиг. 2 представлен узел 1 на фиг. 3 представлено сечение колющего острия. Колюще-режущий инструмент состоит из (фиг. 1) держателя 1 и соединенной с ним рабочей части 2 с изогнутым наконечником 3, снабженным (фиг. 2) колющим острием 4 и режущей кромкой 5. Рабочая часть 2 выполнена из металлокерамического вольфрама или молибдена со структурой, содержащей волокна 6 (фиг. 3). Поперечный размер волокна 6 не менее, чем в 10 з) меньше поперечного размера колющего острия 4 у его вершины. Пример. Для изготовления предлагаемого инструмента применяли проволоку из металлокерамического вольфрама чистотой 99.9 трех партий диаметром 0,5, 1,0 и 1,2 мм с волокнистой структурой. При этом средний размер (поперечный) волокна составлял соответственно 0.25, 0.63 и 2.0 мкм. Для получения рабочей части 2 колюще-режущего ииструмента с наконечником 3 проволоку изгибали, после чего создавали колющее острие 4 путем электрохимического травления до поперечного размера у вершины острия равного (17) мкм. Длина режущей кромки при этом составляла 200 мкм. В связи с тем, что рабочая часть инструмента характеризуется микроскопическими размерами, стандартные методы механических испытаний не приемлемы и авторами с помощью метода полевой ионной микроскопии была проанализирована микроструктура колюще-режущего инструмента. Технические испытания рабочей части 2 проводили следующим образом. Рабочую часть 2 микрохирургического колюще-режущего инструмента укрепляли в индентодержателе микротвердомера ПМТ-З. Затем проводили микровдавливание вершины колюще режущего острия 4 вольфрамовую пластину и с помощью оптического микроскопа анализировали деформацию вершины колющего острия 4 рабочей части 2, загнутого в результате индентирования на угол 9010. Изгиб под прямым углом характерен для реальных условий эксплуатации микрохирургического колюще-режущего инструмента. Результаты технических испытаний микрохирургического инструмента, имеющего различные поперечные размеры колющего острия и различные средние поперечные размеры волокон приведены в таблице. При этом фиксировали общее число испытанийи определяли количество испытаний, в которых образцы претерпевали хрупкое разрушение . Аналогичные испытания были проведены на микрохирургическом колюще-режущем инструменте , выбранном в качестве прототипа (изготовленные из поверхностноупрочненной нержавеющей стали Х 18 Н 10 Т). Установлено, что в интервале диаметров (поперечных размеров) колющего острия у вершины от 2 мкм до 7 мкм отношение / для инструмента, выбранного в качестве прототипа, составляет 43.5. Поперечный размер колющего Поперечный размер (сред- Отношение / Отношение / острия у вершины, , мкм ний) волокна, , мкм 1 2 3 4 5 1. 1,0 0,25 4 50 2. 1,5-11 0 11. 4,5 2,0 2,2 94,5 Как следует из таблицы, для предлагаемого микрохирургического колюще-режущего инструмента с отношением поперечного размера колющего острия у его вершинык переднему поперечному размеру волокна , равным или большим 10, отношение / равняется нулю. Аналогичный результат получен при испытаниях микрохирургического колюще-режущего инструмента, изготовленного из молибдена. Как показали испытания, инструменты, изготовленные из вольфрама, сохраняют рабочие харакстеристики и после высокотемпературной стерилизации. Таким образом, результаты технических испытаний показывают, что микрохирургический колющережущий инструмент, выполненный в соответствии с предполагаемым изобретением имеет большую прочность, чем инструмент, выбранный в качестве прототипа, что определяет увеличение ресурса работы инструмента и снижение травматичности рассечения ткани. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.