[發明專利]一種體內組織直接修復與成形的醫療系統及其修復方法

有效

• 申請號: 201410236051.4
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104000637A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 王小紅;劉利彪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: A61B17/32
• 分類號: A61B17/32;A61B17/94;A61M31/00;A61M1/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種體內組織直接修復與成形的醫療系統，其特征在于：所述的醫療系統包括支撐臺(111)、成像單元、執行單元、成形單元和控制單元；成像單元包括顯示屏(101)、體外攝像頭(109)和內窺鏡(301)；執行單元包括三個機械臂及其端部的執行器械；所述的三個機械臂是六自由度機械臂，分別為一號機械臂(107)、二號機械臂(110)和三號機械臂(108)，機械臂的六個自由度由六個伺服電機作為動力源，每個伺服電機的后端安裝有光電碼盤，光電碼盤通過線路與控制單元連接，機械臂端部安裝有卡緊器(201)；執行器械為手術器械；成形單元包括高壓氣體源、噴涂槍和噴頭控制器；三個機械臂安裝在支撐臺(111)上，內窺鏡(301)安裝在其中的一個機械臂的端部，噴涂槍和手術器械分別安裝在其余兩個機械臂端部；高壓氣體源通過管路與噴頭控制器；所述噴頭控制器通過連接管路與噴涂槍相連接，并通過線路接收控制單元的控制信號；體外攝像頭(109)安裝在支撐臺(111)的頂端位置，將拍攝畫面通過線路輸送到顯示屏；控制單元與顯示屏集成安裝在一起。

2.按照權利要求1所述的一種體內組織直接修復與成形的醫療系統，其特征在于：所述的執行器械還包括激光照射頭，內窺鏡(301)和激光照射頭安裝在同一個機械臂的端部。

3.采用如權利要求1所述系統的一種體內組織直接修復方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)首先對患者進行CT掃描，確定病變組織的位置，然后提取健康細胞進行細胞體外增殖，制成含細胞的高分子溶液，備用；

2)一號機械臂(107)和二號機械臂(110)的端部安裝手術器械，通過微創手術切除病變組織，并將切除后的組織移除體外；

3)一號機械臂(107)和二號機械臂(110)的端部換裝噴涂槍，一號機械臂(107)帶動噴涂槍到達設定位置并噴射出含細胞的高分子溶液，三號機械臂(108)上的噴涂槍在指定位置上噴涂交聯劑使材料固化并形成組織結構；

4)二號機械臂(110)帶動噴涂槍到達設定位置并噴射裝有不含細胞的高分子溶液，在步驟3)形成的組織結構表面噴涂一層保護膜，最終實現在體內直接對病變組織進行修復。

4.如權利要求3所述的一種體內組織直接修復方法,其特征在于：所述的含細胞的高分子溶液和交聯劑分別為含細胞的海藻酸鈉溶液和氯化鈣溶液，或為含細胞的纖維蛋白原溶液和凝血酶溶液，其中，海藻酸鈉溶液的質量體積濃度為0.1-5％(w/v)，氯化鈣溶液的質量體積濃度為1-10％(w/v)，纖維蛋白原溶液的質量體積濃度為0.01-5％(w/v)，凝血酶溶液的質量體積濃度為50-200U/mL，其中細胞密度為1×10⁵個/mL-1×10⁷個/mL，所述的細胞是成體細胞、胚胎干細胞、骨髓間充質干細胞和脂肪干細胞中的一種或幾種的組合；所述的成體細胞為成骨細胞、肝細胞、心肌細胞、星狀細胞或成纖維細胞；步驟4)中所述的不含細胞的高分子溶液為聚氨酯溶液或乳酸與乙醇酸共聚物溶液，聚氨酯或乳酸與乙醇酸共聚物溶于有機溶劑制成質量百分濃度為1％-30％的溶液，所述的有機溶劑采用二甲基亞砜、四乙二醇或1.4二氧六環。

5.采用如權利要求2所述系統的一種體內組織直接修復方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)首先對患者進行CT掃描，確定病變組織的位置，然后提取健康細胞進行細胞體外增殖，制成含細胞的高分子溶液，備用；

2)利用內窺鏡(301)和體外攝像頭(109)分別檢查體內和體外狀態，利用一號機械臂(107)和二號機械臂(110)端部安裝的手術器械將病變組織切除并移除體外；

3)再在一號機械臂(107)和二號機械臂(110)的端部分別安裝噴涂槍，一號機械臂(107)端部的噴涂槍裝有含細胞的高分子溶液，二號機械臂(110)端部的噴涂槍裝有不含細胞的高分子溶液；

4)一號機械臂(107)端部的噴涂槍在病變組織上噴涂含細胞的高分子溶液，然后通過三號機械臂(103)上的激光照射頭照射，使噴涂的高分子溶液固化并形成組織結構；然后利用二號機械臂(110)的噴涂槍在固化并形成的組織結構表面噴涂不含細胞的高分子溶液，最終在體內實現直接修復病變組織。

6.如權利要求5所述的一種體內組織直接修復方法,其特征在于：所述的含細胞的高分子溶液為含聚乙二醇丙烯酸酯、樟腦醌、聚乙二醇、明膠、生長因子和細胞的水溶液，其中，聚乙二醇丙烯酸酯和聚乙二醇的質量百分濃度分別為30％-60％和5％-10％，樟腦醌質量百分濃度為3％-5％；明膠的質量體積濃度為0.05g-0.5g/ml，生長因子質量體積濃度為10-50ng/ml，細胞濃度為1×10⁵個/ml-1×10⁷個/ml；所述的細胞是成體細胞、胚胎干細胞、骨髓間充質干細胞和脂肪干細胞中的一種或幾種的組合，所述的成體細胞為成骨細胞、肝細胞、心肌細胞、星狀細胞或成纖維細胞；所述的不含細胞的高分子溶液為聚氨酯溶液或乳酸與乙醇酸共聚物溶液，聚氨酯或乳酸與乙醇酸共聚物溶于有機溶劑制成質量百分濃度為1％-30％的溶液，有機溶劑采用二甲基亞砜、四乙二醇或1.4二氧六環。