專(zhuān)利名稱(chēng)：用于產(chǎn)生自固位縫線(xiàn)的激光切割系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及制備用于外科手術(shù)的自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)的激光切割設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
諸如縫線(xiàn)、縫釘和平頭釘之類(lèi)的傷口閉合裝置已廣泛用于人體和動(dòng)物的表淺和深部外科手術(shù)中，以用于閉合傷口、修復(fù)跌打損、將組織接合在一起(使已切斷組織拉近、閉合解剖空間、將單個(gè)或多個(gè)組織層附接在一起、在兩個(gè)中空/管腔結(jié)構(gòu)之間形成吻合、紙連組織、將組織附接或重新附接至其適當(dāng)?shù)慕馄饰恢?、將外來(lái)元件附接至組織(固定醫(yī)療植入物、裝置、假體和其他功能性或支承性裝置)、以及用于將組織重新設(shè)置到新解剖位置(修復(fù)、組織抬升、組織移植和相關(guān)手術(shù))等等。縫線(xiàn)通常用作傷口閉合裝置。縫線(xiàn)通常由附接至具有尖端的縫合針的絲狀縫合線(xiàn)組成。縫合線(xiàn)可由多種材料制成，所述材料包括生物吸收性(即，在體內(nèi)隨時(shí)間推移而完全分解)或非吸收性(永久性的；非降解性的)材料。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，吸收性縫線(xiàn)尤其可用于下述情況中:拆線(xiàn)可危害修復(fù)或者在傷口愈合已完成之后自然愈合過(guò)程使得由縫線(xiàn)材料提供的支承成為無(wú)用的；如(例如)在完成不復(fù)雜的皮膚縫合中。非降解性(非吸收性)縫線(xiàn)用于下述傷口中:愈合可預(yù)期會(huì)擴(kuò)張或者縫線(xiàn)材料需要為傷口提供長(zhǎng)時(shí)間的物理支承；如在(例如)深部組織修復(fù)、高張力傷口、多種矯形修復(fù)和一些類(lèi)型的外科吻合中。另外，可獲得多種外科用縫合針；縫合針主體的形狀和尺寸以及縫合針尖端的構(gòu)型通常是基于特定應(yīng)用的需要進(jìn)行選擇的。為了使用普通縫線(xiàn)，將縫合針在傷口的一側(cè)推進(jìn)穿過(guò)所需組織并且隨后穿過(guò)傷口的相鄰側(cè)。然后將縫線(xiàn)形成“環(huán)”以將傷口保持為閉合的，所述“環(huán)”是通過(guò)在縫線(xiàn)中打結(jié)實(shí)現(xiàn)的。打結(jié)需要時(shí)間并且會(huì)導(dǎo)致一系列并發(fā)癥，所述并發(fā)癥包括(但不限于)(i)泌液(其中縫線(xiàn)(通常為結(jié))在皮下閉合之后穿過(guò)皮膚的癥狀)、(ii)感染(細(xì)菌通常能夠在由結(jié)產(chǎn)生的空間內(nèi)附接和生長(zhǎng))、(iii)團(tuán)塊/腫塊(留在傷口中的顯著量的縫線(xiàn)材料為構(gòu)成結(jié)的部分)、(iv)滑脫(結(jié)可滑動(dòng)或變?yōu)樗砷_(kāi)的)和(V)刺激(結(jié)充當(dāng)傷口中的團(tuán)塊“異物”)。與打結(jié)相關(guān)的縫線(xiàn)環(huán)可導(dǎo)致缺血(結(jié)可產(chǎn)生可壓縮組織并限制流到該區(qū)域的血流的張力點(diǎn))并且可導(dǎo)致外科傷口處裂開(kāi)或破裂的風(fēng)險(xiǎn)增加。打結(jié)還為勞動(dòng)密集型的并且可占用在閉合外科傷口中所花費(fèi)的時(shí)間中的顯著百分比。額外的手術(shù)操作時(shí)間不僅對(duì)患者有害(并發(fā)癥發(fā)生率隨麻醉下所花費(fèi)的時(shí)間而增加)，而且還增加手術(shù)的整體成本(多種外科手術(shù)據(jù)估計(jì)每分鐘手術(shù)時(shí)間的花費(fèi)為在$15和$30之間)。自固位縫線(xiàn)(包括倒鉤縫線(xiàn))與常規(guī)縫線(xiàn)的區(qū)別在于自固位縫線(xiàn)具有若干組織固位體(例如倒鉤)，所述組織固位體將自固位縫線(xiàn)在調(diào)配之后錨固到組織內(nèi)并且抵制縫線(xiàn)沿與固位器所面對(duì)方向相反的方向進(jìn)行移動(dòng)，從而無(wú)需打結(jié)以將相鄰組織附連在一起(“無(wú)結(jié)”閉合)。具有倒鉤的無(wú)結(jié)組織拉近裝置先前已在(例如)美國(guó)專(zhuān)利N0.5，374，268中有所描述，該專(zhuān)利公開(kāi)了具有倒鉤狀凸起的帶臂錨固體，而具有倒鉤側(cè)向構(gòu)件的縫線(xiàn)組件已在美國(guó)專(zhuān)利N0.5，584，859和N0.6，264，675中有所描述。具有沿縫線(xiàn)的較大部分設(shè)置的多個(gè)倒鉤的縫線(xiàn)在美國(guó)專(zhuān)利N0.5，931，855 (其公開(kāi)了單向倒鉤縫線(xiàn))和美國(guó)專(zhuān)利N0.6，241，747(其公開(kāi)了雙向倒鉤縫線(xiàn))中有所描述。用于在縫線(xiàn)上形成倒鉤的方法和設(shè)備已在(例如)美國(guó)專(zhuān)利N0.6，848，152中有所描述。用于傷口閉合的自固位系統(tǒng)還導(dǎo)致較好的傷口邊緣拉近、均勻地分布沿傷口長(zhǎng)度的張力(減少可斷裂或?qū)е氯毖膹埩γ娣e)、減小保留在傷口中的縫線(xiàn)材料的團(tuán)塊(通過(guò)消除結(jié))、以及減少泌液(縫線(xiàn)材料(通常為結(jié))擠出穿過(guò)皮膚表面)。相對(duì)于使用普通縫線(xiàn)或縫釘?shù)膫陂]合而言，這些特征中的全部據(jù)認(rèn)為會(huì)減少結(jié)疤、改善美容效果、以及增加傷口強(qiáng)度。因此，由于自固位縫線(xiàn)無(wú)需打結(jié)，這種縫線(xiàn)允許患者經(jīng)受改善的臨床結(jié)果，并且還節(jié)約與長(zhǎng)期手術(shù)和隨訪治療相關(guān)的時(shí)間和成本。應(yīng)當(dāng)指出，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中標(biāo)識(shí)的所有專(zhuān)利、專(zhuān)利申請(qǐng)和專(zhuān)利出版物均全文以引用方式并入本文中。相比于普通縫線(xiàn)，自固位縫線(xiàn)的下述能力也提供優(yōu)越性，即，甚至在不存在由結(jié)施加至縫線(xiàn)的張力的情況下將組織錨固和保持在適當(dāng)位置。當(dāng)閉合承受張力的傷口時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)自身以若干方式表現(xiàn)出來(lái):(i)自固位縫線(xiàn)具有多個(gè)固位體，從而相比于將張力集中在分立點(diǎn)處的帶結(jié)間斷縫線(xiàn)而言可分散沿縫線(xiàn)的整個(gè)長(zhǎng)度的張力(通過(guò)提供數(shù)百個(gè)“錨固”點(diǎn)來(lái)提供優(yōu)異的美容效果并且降低縫線(xiàn)將“滑脫”或拉出的機(jī)率)；(ii)可按照均一的方式來(lái)閉合復(fù)雜的傷口幾何形狀(圓形、弧形、鋸齒邊緣)且可實(shí)現(xiàn)比間斷縫線(xiàn)更高的精確度和準(zhǔn)確度；(iii)自固位縫線(xiàn)無(wú)需“第三手”，而在常規(guī)的縫合和打結(jié)過(guò)程中通常需要“第三手”來(lái)保持整個(gè)傷口上的張力(以防止在打結(jié)期間短暫釋放張力時(shí)的“滑脫自固位縫線(xiàn)在其中在技術(shù)上難以打結(jié)的手術(shù)(例如在深部傷口或腹腔鏡式/內(nèi)窺鏡式手術(shù))中為優(yōu)越的；以及(V)自固位縫線(xiàn)可用于在定形閉合之前來(lái)拉近和保持傷口。因此，自固位縫線(xiàn)在解剖學(xué)上緊密或深部的位置(例如骨盆、腹部和胸腔)中提供較容易的處理并且使得較易于在腹腔鏡式/內(nèi)窺鏡式和微創(chuàng)手術(shù)中拉近組織；這些操作均不必通過(guò)結(jié)來(lái)固定閉合傷口。較高的精確度允許自固位縫線(xiàn)用于 比利用普通縫線(xiàn)可實(shí)現(xiàn)的更復(fù)雜的閉合(例如，具有直徑失配、較大缺損或縮攏線(xiàn)縫合的那些)。自固位縫線(xiàn)可為單向的，從而在縫合線(xiàn)的長(zhǎng)度上具有沿一個(gè)方向取向的一個(gè)或多個(gè)固位體；或雙向的，從而通常沿線(xiàn)的一部分具有沿一個(gè)方向取向的一個(gè)或多個(gè)固位體、接著在線(xiàn)的不同部分上具有沿另一個(gè)(通常相反的)方向取向的一個(gè)或多個(gè)固位體(如結(jié)合美國(guó)專(zhuān)利N0.5，931，855和N0.6，241，747中的倒鉤固位體所述)。盡管可使用任意數(shù)量的固位體的連續(xù)或間斷構(gòu)型，但一種形式的單向自固位縫線(xiàn)包括位于遠(yuǎn)端的組織錨固體和位于近端的縫合針以及位于縫合線(xiàn)表面上的多個(gè)倒鉤，所述倒鉤具有“遠(yuǎn)離”縫合針突出的尖端。“遠(yuǎn)離”縫合針突出是指倒鉤的尖端更加遠(yuǎn)離縫合針并且包括倒鉤的縫線(xiàn)部分可在縫合針的方向上相比于相反方向(朝向組織錨固體)更易于穿過(guò)組織。組織錨固體被設(shè)計(jì)為固定縫線(xiàn)的遠(yuǎn)端并且在一些實(shí)施例中包括環(huán)、縫釘、平頭釘、條、栓、片材或球。盡管可使用任意數(shù)量的固位體的連續(xù)或間斷構(gòu)型，但一種形式的雙向自固位縫線(xiàn)包括位于縫合線(xiàn)一端處的縫合針，所述縫合線(xiàn)具有倒鉤，所述倒鉤具有“遠(yuǎn)離”縫合針突出的尖端直至達(dá)到縫線(xiàn)的過(guò)渡點(diǎn)(通常中點(diǎn))；在過(guò)渡點(diǎn)處，倒鉤的構(gòu)型使其自身沿縫合線(xiàn)的剩余長(zhǎng)度翻轉(zhuǎn)約180° (使得倒鉤目前面向相反方向)，隨后附接至在相對(duì)端處的第二縫合針(結(jié)果是縫線(xiàn)此部分上的倒鉤也具有“遠(yuǎn)離”最近縫合針突出的尖端)。換句話(huà)講，普通雙向自固位縫線(xiàn)的兩個(gè)“半部”上的倒鉤均具有指向中點(diǎn)的尖端，其中過(guò)渡區(qū)段(不含倒鉤)散置在兩個(gè)“半部”之間并且縫合針附接至任一末端。

發(fā)明內(nèi)容
盡管單向和雙向自固位縫線(xiàn)具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但仍需要改善縫線(xiàn)的設(shè)計(jì)，使得可消除多種限制并且提供增強(qiáng)和/或附加的功能。根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供了用于在縫合線(xiàn)上產(chǎn)生固位體的激光切割設(shè)備。根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了用于在固位體的激光切割期間固定縫線(xiàn)的設(shè)備。根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了用于利用激光在縫合線(xiàn)上切割固位體的方法。在以下的描述中說(shuō)明了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)內(nèi)容。根據(jù)具體實(shí)施方式
、附圖和權(quán)利要求書(shū)，其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn)。另外，本文引用的所有專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)
的公開(kāi)內(nèi)容全文以引用方式并入。例如，本專(zhuān)利申請(qǐng)以引用方式合并_提交
的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0._(代理人參考N0.2284.40854USPC)(其為2011年
5 月 4 日提交的名稱(chēng)為 “SELF-RETAINING SYSTEM HAVING LASER-CUTRETAINERS”(具有激
光切割式固位體的自固位系統(tǒng))的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)N0._ (代理人參考
N0.2284.40854PC)的美國(guó)國(guó)家階段)。


根據(jù)附圖和以下對(duì)各個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、其本質(zhì)和各種優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn)。圖1A為雙向自固位縫線(xiàn)的透視圖。圖1B-1D為圖1A的縫線(xiàn)的部分的放大視圖。圖1E為單向自固位縫線(xiàn)的透視圖。圖1F-1H為圖1E的單向自固位縫線(xiàn)的替代性組織錨固體的視圖。圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的適于在縫合線(xiàn)上形成固位體的激光加工系統(tǒng)的示意圖。圖2B為高斯激光束的圖像。圖2C為高斯激光束中的功率密度分布的圖示。圖2D為得自旋轉(zhuǎn)三棱鏡系統(tǒng)的激光束的圖像。圖2E為得自旋轉(zhuǎn)三棱鏡系統(tǒng)的激光束中的功率密度分布的圖示。圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可用于圖2的激光加工系統(tǒng)中的空氣軸承的剖面圖。圖3B示出了圖3A的空氣軸承的局部透視圖。圖4A為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于利用圖2的激光加工系統(tǒng)產(chǎn)生自固位縫線(xiàn)的方法的流程圖。圖4B-4D為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在利用圖2的激光加工系統(tǒng)產(chǎn)生激光切割固位體的過(guò)程中的縫合絲線(xiàn)的透視圖。圖5為自固位縫線(xiàn)的激光切割表面的圖像。圖6為示出圖5的激光切割表面的輪廓的曲線(xiàn)圖。圖7示出了利用圖2的激光加工系統(tǒng)制備的自固位縫線(xiàn)的固位體分布構(gòu)型。圖8A-8F示出了利用圖2的激光加工系統(tǒng)制備的自固位縫線(xiàn)的實(shí)例。
具體實(shí)施方式
定義可在下文中使用的某些術(shù)語(yǔ)的定義包括如下內(nèi)容。“自固位系統(tǒng)”是指與用于將縫線(xiàn)調(diào)配到組織內(nèi)的裝置相結(jié)合的自固位縫線(xiàn)。這種調(diào)配裝置包括(但不限于)用于穿透組織的縫合針和其他調(diào)配裝置以及縫線(xiàn)自身上的足夠剛性和尖銳的末端。“自固位縫線(xiàn)”是指下述縫線(xiàn)，其包括位于縫合絲線(xiàn)上的用于接合組織的特征，從而無(wú)需結(jié)或縫線(xiàn)錨固體。“組織固位體”(或簡(jiǎn)稱(chēng)“固位體”)或“倒鉤”是指縫合絲線(xiàn)的下述物理特征，所述物理特征適于機(jī)械性地接合組織并且抵制縫線(xiàn)沿至少一個(gè)軸向方向的移動(dòng)。僅以舉例的方式，組織固位體或固位體可包括鉤、突出物、倒鉤、縫摺、延伸件、凸起、錨固體、隆起物、刺、凸塊、尖點(diǎn)、齒、組織銜接體、牽引裝置、表面粗糙體、表面不規(guī)則體、表面缺陷、邊緣、小平面等等。在某些構(gòu)型中，組織固位體通過(guò)被取向?yàn)榛旧厦嫦蛘{(diào)配方向而適于接合組織以抵制縫線(xiàn)沿下述方向的移動(dòng)，所述方向不同于醫(yī)生將縫線(xiàn)調(diào)配到組織內(nèi)的方向。在一些實(shí)施例中，固位體在沿調(diào)配方向進(jìn)行牽拉時(shí)為平展設(shè)置的并且在沿與調(diào)配方向相反的方向進(jìn)行牽拉時(shí)打開(kāi)或“扇出”。當(dāng)每一個(gè)固位體的組織穿透端在調(diào)配期間背向調(diào)配方向以移動(dòng)穿過(guò)組織時(shí)，組織固位體不應(yīng)在此階段捕獲或抓取組織。一旦自固位縫線(xiàn)已得到調(diào)配時(shí)，沿另一個(gè)方向(通常基本上與調(diào)配方向相反)施加的力就使得固位體從調(diào)配位置(即，基本上沿縫線(xiàn)主體設(shè)置)移位、促使固位體末端以捕獲且穿透到周?chē)M織內(nèi)的方式從縫線(xiàn)主體打開(kāi)(或“扇出”)、并且導(dǎo)致組織被捕獲在固位體和縫線(xiàn)主體之間；從而將自固位縫線(xiàn)“錨固”或附接至適當(dāng)位置。在某些其他實(shí)施例中，組織固位體可被構(gòu)造為允許縫線(xiàn)沿一個(gè)方向移動(dòng)并且抵制縫線(xiàn)沿另一個(gè)方向移動(dòng)且不存在扇出或調(diào)配。在某些其他構(gòu)型中，組織固位體可結(jié)合其他組織固位體進(jìn)行構(gòu)造或組合以抵制縫合絲線(xiàn)沿兩個(gè)方向的移動(dòng)。通常，將具有這些固位體的縫線(xiàn)調(diào)配穿過(guò)諸如套管之類(lèi)的裝置，從而避免固位體和組織間的接觸直至縫線(xiàn)處于所需位置。“固位體構(gòu)型”是指組織固位體的構(gòu)型并且可包括如下特征，例如尺寸、形狀、柔韌性、表面特性等等。這些構(gòu)型有時(shí)也稱(chēng)為“倒鉤構(gòu)型”。“雙向縫線(xiàn)”是指下述自固位縫線(xiàn)，所述自固位縫線(xiàn)在一端處具有沿一個(gè)方向取向的固位體并且在另一端處具有沿另一個(gè)方向取向的固位體。雙向縫線(xiàn)通過(guò)在縫合線(xiàn)的每一個(gè)末端處通常配備有縫合針。 多種雙向縫線(xiàn)具有設(shè)置在兩種倒鉤取向之間的過(guò)渡區(qū)段。“過(guò)渡區(qū)段”是指位于沿一個(gè)方向取向的第一組固位體(倒鉤)和沿另一個(gè)方向取向的第二組固位體(倒鉤)之間的雙向縫線(xiàn)的不含固位體(不含倒鉤)部分。過(guò)渡區(qū)段可位于約自固位縫線(xiàn)的中點(diǎn)附近或者較靠近自固位縫線(xiàn)的一端以形成非對(duì)稱(chēng)自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)。
“縫合線(xiàn)”是指縫線(xiàn)的細(xì)絲主體部件；縫合線(xiàn)可為單絲的或者包括多絲(如在編織縫線(xiàn)中)。縫合線(xiàn)可由任何合適的生物相容性材料制成，并且可利用任何合適的生物相容性材料進(jìn)行進(jìn)一步的處理，以用于增強(qiáng)縫線(xiàn)的強(qiáng)度、彈性、壽命或其他特性，或者用于配置縫線(xiàn)，以便除了將組織接合在一起、重新設(shè)置組織或?qū)⑼鈦?lái)元件附接至組織之外，還實(shí)現(xiàn)附加功能。“單絲縫線(xiàn)”是指包括單絲縫合線(xiàn)的縫線(xiàn)。“編織縫線(xiàn)”是指包括多絲縫合線(xiàn)的縫線(xiàn)。這種縫合線(xiàn)中的絲線(xiàn)通常編織、擰繞或針織在一起。“降解性縫線(xiàn)”(也稱(chēng)為“生物降解性縫線(xiàn)”或“吸收性縫線(xiàn)”)是指在引入到組織內(nèi)之后被身體分解和吸收的縫線(xiàn)。通常，降解過(guò)程至少部分地由生物體系介導(dǎo)或者在生物體系內(nèi)進(jìn)行。“降解”是指聚合物鏈裂解成低聚物和單體的斷鏈過(guò)程。斷鏈過(guò)程可通過(guò)多種機(jī)制來(lái)進(jìn)行，所述機(jī)制包括(例如)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)(如，水解、氧化/還原、酶機(jī)制或這些機(jī)制的組合)或者通過(guò)熱方法或光解方法。聚合物降解可(例如)利用凝膠滲透色譜法(GPC)來(lái)表征，所述凝膠滲透色譜法監(jiān)測(cè)溶蝕和分解過(guò)程中的聚合物分子量變化。降解性縫線(xiàn)材料可包括諸如聚乙醇酸之類(lèi)的聚合物，乙交酯和丙交酯的共聚物，三亞甲基碳酸酯和乙交酯與二甘醇的共聚物(如，MAXON 、Covidien)，由乙交酯、三亞甲基碳酸酯和二氧環(huán)己酮構(gòu)成的三元共聚物(如，B10SYN [乙交酯(60%)、三亞甲基碳酸酯(26%)和二氧環(huán)己酮(14%)]、Covidien)，乙交酯、己內(nèi)酯、三亞甲基碳酸酯和丙交酯的共聚物(如，CAPR0SYN 、Covidien)。溶解性縫線(xiàn)還可包括部分脫乙酰的聚乙烯醇。適用于降解性縫線(xiàn)的聚合物可為直鏈聚合物、支鏈聚合物或多軸聚合物。用于縫線(xiàn)中的多軸聚合物的實(shí)例在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi) N0.2002/0161168,N0.2004/0024169 和 N0.2004/0116620 中有所描述。由降解性縫線(xiàn)材料制成的縫線(xiàn)在該材料降解時(shí)會(huì)損耗拉伸強(qiáng)度。降解性縫線(xiàn)可呈編織多絲形式或單絲形式。“非降解性縫線(xiàn)”(也稱(chēng)為“非吸收性縫線(xiàn)”)是指包含下述材料的縫線(xiàn)，所述材料為通過(guò)斷鏈方法(例如，化學(xué)反 應(yīng)方法(如，水解、氧化/還原、酶機(jī)制或這些機(jī)制的組合)或者通過(guò)熱方法或光解方法不降解的材料。非降解性縫線(xiàn)材料包括聚酰胺(也稱(chēng)為尼龍，例如尼龍6和尼龍6，6)、聚酯(如，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、聚四氟乙烯(如，膨脹型聚四氟乙烯)、聚醚-酯(例如聚丁烯酯(對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和聚四亞甲基醚二醇的嵌段共聚物))、聚氨酯、金屬合金、金屬(如，不銹鋼絲)、聚丙烯、聚乙烯、絲線(xiàn)和棉線(xiàn)。由非降解性縫線(xiàn)材料制成的縫線(xiàn)適用于其中縫線(xiàn)旨在永久性地保留或者旨在從身體物理地移除的應(yīng)用。“縫線(xiàn)直徑”是指縫線(xiàn)主體的直徑。應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的縫線(xiàn)可使用多種縫線(xiàn)長(zhǎng)度，并且盡管術(shù)語(yǔ)“直徑”通常與圓形周邊相關(guān)，但在本文中應(yīng)當(dāng)理解為指示與具有任何形狀的周邊相關(guān)的橫截面尺寸。縫線(xiàn)定徑取決于直徑。縫線(xiàn)尺寸的美國(guó)藥典(“USP”)標(biāo)示為較大范圍內(nèi)的0至7和較小范圍內(nèi)的1-0到11-0 ;在較小范圍內(nèi)，-0之前的數(shù)值越大，則縫線(xiàn)直徑越小。縫線(xiàn)的實(shí)際直徑將取決于縫線(xiàn)材料，以使得(以舉例的方式)具有尺寸5-0并且由膠原構(gòu)成的縫線(xiàn)將具有0.15mm的直徑，而具有相同USP尺寸標(biāo)示但由合成吸收性材料或非吸收性材料制成的縫線(xiàn)將各自具有0.1mm的直徑。針對(duì)特定目的選擇的縫線(xiàn)尺寸取決于下述因素，例如待縫合組織的特性和美容問(wèn)題的重要性；盡管較小的縫線(xiàn)可能更易于操縱穿過(guò)緊密外科部位并且與較小疤痕相關(guān)，但由給定材料制備的縫線(xiàn)的拉伸強(qiáng)度往往會(huì)隨尺寸減小而降低。應(yīng)當(dāng)理解，本文所公開(kāi)的縫線(xiàn)和制備縫線(xiàn)的方法適用于多種直徑，包括(但不限于)7、6、5、4、3、2、1、0、1-0、2-0、3-0、4-0、5-0、6-0、7-0、8-0、9-0、10-0 和 Il-O0“縫合針附接”是指將縫合針附接至需要所述縫合針以用于調(diào)配到組織內(nèi)的縫線(xiàn)并且可包括下述方法，例如卷曲、旋壓、使用粘合劑等等。利用諸如卷曲、旋壓和粘合劑之類(lèi)的方法將縫合線(xiàn)附接至縫合針。縫線(xiàn)和外科用縫合針的附接操作在美國(guó)專(zhuān)利 N0.3，981，307、N0.5，084，063、N0.5，102，418、N0.5，123，911、N0.5，500，991、N0.5，722，991、N0.6，012，216 和 N0.6，163，948、以及美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi) N0.US2004/0088003中有所描述。縫線(xiàn)與縫合針的附接點(diǎn)稱(chēng)為旋壓點(diǎn)。“縫合針”是指用于將縫線(xiàn)調(diào)配到組織內(nèi)的縫合針，所述縫合針采用多種不同的形狀、形式和組成。存在兩種主要類(lèi)型的縫合針:有創(chuàng)縫合針和無(wú)創(chuàng)縫合針。有創(chuàng)縫合針具有溝槽或鉆孔末端(即，針孔或針眼)，獨(dú)立于縫合線(xiàn)來(lái)提供，并且進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)。無(wú)創(chuàng)縫合針為無(wú)針眼的并且在工廠處通過(guò)旋壓或其他方法附接至縫線(xiàn)，借此將縫線(xiàn)材料插入到在縫合針鈍端處的溝槽內(nèi)，隨后使所述溝槽變形至最終形狀以將縫線(xiàn)和縫合針保持在一起。這樣，無(wú)創(chuàng)縫合針在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需額外的時(shí)間來(lái)接線(xiàn)并且在縫合針附接位點(diǎn)處的縫線(xiàn)端通常小于縫合針主體。在有創(chuàng)縫合針中，線(xiàn)從縫合針孔兩側(cè)引出并且通常縫線(xiàn)在穿過(guò)組織時(shí)會(huì)將組織撕裂至某種程度。大多數(shù)現(xiàn)代縫線(xiàn)為旋壓的無(wú)創(chuàng)縫合針。無(wú)創(chuàng)縫合針可永久性地旋壓至縫線(xiàn)或者可被設(shè)計(jì)為利用迅速直接的拉拽除去縫線(xiàn)。這種“拽斷點(diǎn)”通常用于間斷縫線(xiàn)中，其中每一條縫線(xiàn)僅穿過(guò)一次并且隨后進(jìn)行打結(jié)。對(duì)于不間斷的倒鉤縫線(xiàn)而言，這些無(wú)創(chuàng)縫合針為優(yōu)選的。另外可根據(jù)縫合針的末端或尖端的幾何形狀來(lái)對(duì)縫合針?lè)诸?lèi)。例如，縫合針可為(i) “錐形的”，從而縫合針主體為圓形的并且平滑地漸縮至尖端；(ii) “切割的”，從而縫合針主體為三角形的并且具有 位于內(nèi)側(cè)上的尖銳切割邊緣；(iii) “反向切割的”，從而切割邊緣位于外側(cè)上；(iv) “套管針點(diǎn)”或“錐形切口”，從而縫合針主體為圓形和錐形的，但末端位于小的三角切割點(diǎn)中；(V) “鈍”點(diǎn)，以用于縫合脆性組織；(Vi) “側(cè)面切割”或“刮刀點(diǎn)”，從而縫合針在頂部和底部上為平坦的且具有沿著前面到達(dá)一個(gè)側(cè)面的切割邊緣(這些通常用于眼外科)。縫合針也可具有若干形狀，包括⑴直線(xiàn)形狀、(ii)半彎曲或滑雪板形狀、
(iii)1/4圓形狀、(iv) 3/8圓形狀、(v) 1/2圓形狀、(vi) 5/8圓形狀和(v)復(fù)曲線(xiàn)形狀。縫合針在(例如)以下美國(guó)專(zhuān)利中有所描述:N0.6，322，581 ；N0.6，214，030 ；N0.5，464，422 ；N0.5，941，899 ；N0.5，425，746 ；N0.5，306，288 ；N0.5，156，615 ；N0.5，312，422;和N0.7，063，716。其他縫合針在(例如)以下美國(guó)專(zhuān)利中有所描述:N0.6，129，741 ；N0.5，897，572 ；N0.5，676，675 ;和 N0.5，693，072。可利用多種縫合針類(lèi)型(包括(但不限于)彎曲的、直的、長(zhǎng)的、短的、微小的等等)、縫合針切割表面(包括(但不限于)切割的、錐形的等等)和縫合針附接技術(shù)(包括(但不限于)鉆孔末端、卷曲的等等)來(lái)調(diào)配本文所述的縫線(xiàn)。此外，本文所述的縫線(xiàn)自身可包括足夠剛性和銳利的末端，以便完全免除用于調(diào)配縫合針的需求。“縫合針直徑”是指縫線(xiàn)調(diào)配縫合針在該針的最寬點(diǎn)處的直徑。盡管術(shù)語(yǔ)“直徑”通常與圓形周邊相關(guān)，但在本文中應(yīng)當(dāng)理解為指示與具有任何形狀的周邊相關(guān)的橫截面尺寸。
“配備的縫線(xiàn)”是指下述縫線(xiàn)，其中在至少一個(gè)縫線(xiàn)調(diào)配末端上具有縫合針。“縫線(xiàn)調(diào)配末端”是指有待調(diào)配到組織內(nèi)的縫線(xiàn)的末端；縫線(xiàn)的一個(gè)或兩個(gè)末端均可為縫線(xiàn)調(diào)配末端。縫線(xiàn)調(diào)配末端可附接至調(diào)配裝置(例如縫合針)，或者可為足夠銳利和剛性的以靠自身來(lái)穿透組織。“傷口閉合術(shù)”是指用于閉合傷口的外科手術(shù)。損傷，尤其是其中皮膚或者另一個(gè)外部或內(nèi)部表面被切割、撕裂、刺穿或者說(shuō)是弄破的損傷，被稱(chēng)為傷口。當(dāng)任何組織的完整性受損(如，皮膚斷裂或燒傷、肌肉撕裂或骨折)時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生傷口。傷口可由以下各項(xiàng)引起:諸如刺穿、跌倒或外科手術(shù)之類(lèi)的動(dòng)作；傳染病；或潛在醫(yī)學(xué)病癥。外科傷口閉合通過(guò)接合或緊密地拉近其中組織已撕裂、切割或者說(shuō)是分離的這些傷口的邊緣而有利于生物學(xué)愈合情況。外科傷口閉合直接地附接或拉近組織層，這起到使橋接傷口的兩個(gè)邊緣之間的間隙所需的新組織形成的體積最小化的作用。閉合可起到功能目的和美學(xué)目的兩者的作用。這些目的包括通過(guò)拉近皮下組織來(lái)消除死空間、通過(guò)細(xì)致的表皮對(duì)準(zhǔn)使疤痕的形成最小化、以及通過(guò)皮膚邊緣的精確外翻來(lái)避免凹陷疤痕。 “組織抬升手術(shù)”是指將組織從較低高度重新設(shè)置到較高高度的外科手術(shù)(即，沿著與重力方向相反的方向移動(dòng)組織)。面部的保持韌帶將面部軟組織支承在正常解剖位置。然而，隨著年齡的增長(zhǎng)，組織體積的重力效應(yīng)和損耗導(dǎo)致組織的向下遷移，并且脂肪會(huì)下降到表淺和深部面部筋膜之間的平面內(nèi)，從而導(dǎo)致面部組織松垂。除褶整容手術(shù)被設(shè)計(jì)為提升這些松垂組織，并且是稱(chēng)為組織抬升手術(shù)的醫(yī)療手術(shù)的較常見(jiàn)類(lèi)型的一個(gè)實(shí)例。更一般地講，組織抬升手術(shù)反轉(zhuǎn)因下述效應(yīng)引起的外觀變化:隨時(shí)間推移的老化和重力的效應(yīng)、以及導(dǎo)致組織松垂的其他時(shí)間效應(yīng)，例如遺傳效應(yīng)。應(yīng)當(dāng)注意，組織也可在不進(jìn)行抬升的情況下進(jìn)行重新設(shè)置；在一些手術(shù)中，將組織向外側(cè)(遠(yuǎn)離正中線(xiàn))、向內(nèi)側(cè)(朝向正中線(xiàn))或向下側(cè)(較低的)進(jìn)行重新設(shè)置以便恢復(fù)對(duì)稱(chēng)性(即，重新設(shè)置，使得身體的左側(cè)和右側(cè)“匹配”)。“醫(yī)療裝置”或“植入物”是指為了恢復(fù)生理功能、減輕/緩和疾病相關(guān)癥狀和/或修復(fù)和/或替換損壞的或病態(tài)的器官和組織而設(shè)置在體內(nèi)的任何物體。盡管醫(yī)療裝置和植入物通常由外源性的生物相容性合成材料(如，醫(yī)學(xué)級(jí)不銹鋼、鈦和其他金屬或聚合物，例如聚氨酯、硅、PLA、PLGA和其他材料)構(gòu)成，但一些醫(yī)療裝置和植入物包括源自動(dòng)物的材料(如，“異種移植物”，例如整個(gè)動(dòng)物器官；動(dòng)物組織，例如心瓣膜；天然存在的或化學(xué)改性的分子，例如膠原、透明質(zhì)酸、蛋白、糖、以及其他分子)、源自人體供體的材料(如，異體移植物，例如整個(gè)器官；組織，例如骨移植物、皮膚移植物和其他移植物)或者源自患者自身的材料(如，“自體移植物”，例如隱靜脈移植物、皮膚移植物、腱/韌帶/肌肉植入物)。可結(jié)合本發(fā)明用于手術(shù)中的醫(yī)療裝置包括(但不限于)矯形外科植入物(人工關(guān)節(jié)、韌帶和腱；螺釘、螺絲板和其他可植入硬件)、牙植入物、血管內(nèi)植入物(動(dòng)脈和靜脈血管搭橋移植物、血液滲析進(jìn)入移植物；兩者均為自體和合成的)、皮膚移植物(自體的、合成的)、導(dǎo)管、引流管、植入式組織填充劑、泵、分流管、密封劑、外科網(wǎng)(如，疝修復(fù)網(wǎng)、組織支架)、瘺治療物、脊柱植入物(如，人造椎間盤(pán)、脊柱融合裝置等)等等。激光切割式自固位縫線(xiàn)如上文所述，本發(fā)明提供了用于在縫合線(xiàn)上切割固位體的激光切割設(shè)備和方法。圖1A示出了激光切割式自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)100。自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)100包括附接至自固位縫合線(xiàn)102的縫合針110、112。自固位縫合線(xiàn)102包括分布在絲線(xiàn)120的表面上的多個(gè)固位體130。在絲線(xiàn)120的引入部分140中，不存在固位體130。在絲線(xiàn)120的部分142中，存在多個(gè)固位體130，所述固位體130被設(shè)置為使得可沿縫合針110的方向來(lái)調(diào)配縫線(xiàn)、但抵制沿縫合針112的方向的移動(dòng)。在過(guò)渡部分144中，不存在固位體130。在部分146中，存在多個(gè)固位體130，所述固位體130被設(shè)置為使得可沿縫合針112的方向來(lái)調(diào)配縫線(xiàn)、但抵制沿縫合針110的方向的移動(dòng)。在絲線(xiàn)120的引入部分148中，不存在固位體130。在部分140、142、144、146和148中的每一個(gè)中示出了中斷，以指示每一個(gè)部分的長(zhǎng)度可根據(jù)旨在使用縫線(xiàn)的應(yīng)用進(jìn)行改變和選擇。例如，如果需要，過(guò)渡部分144可非對(duì)稱(chēng)地設(shè)置為更靠近縫合針110或縫合針112。自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)100由兩個(gè)臂構(gòu)成。每一個(gè)臂可視為自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)100的一部分。第一臂包括自固位縫合線(xiàn)102的部分142和部分140，并且彎曲縫合針110具有適于接合較硬/較致密組織的相對(duì)小的固位體。第二臂包括自固位縫合線(xiàn)102的部分146和148以及縫合針112。盡管圖1A的自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)100具有兩個(gè)臂，但在可供選擇的實(shí)施例中，自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)具有單臂縫線(xiàn)；雙臂縫線(xiàn)；三臂縫線(xiàn)；多臂縫線(xiàn)；其中縫線(xiàn)的兩個(gè)或更多個(gè)部分具有不同特征的雜功能縫線(xiàn)；在每一個(gè)末端上具有不同類(lèi)型(或尺寸)的縫合針的雙臂縫線(xiàn)；可用于不同層/深度和類(lèi)型的組織的單臂或雙臂縫線(xiàn)；其中絲線(xiàn)部分具有不同直徑以用于不同層/深度和類(lèi)型的組織的單臂或雙臂縫線(xiàn)。固位體130為通過(guò)利用下述激光器切割和/或燒蝕絲線(xiàn)的部分而形成在絲線(xiàn)120的表面上的激光切割式固位體。在一些實(shí)施例中，固位體130彼此相同。在可供選擇的實(shí)施例中，固位體130在自固位縫合線(xiàn)102的不同部分中和/或各個(gè)部分內(nèi)具有不同的形狀、尺寸和/或分布，以最佳地適用于接合組織。具有激光切割式固位體的自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，其適于利用將在下文所述的單個(gè)切割裝置在縫合線(xiàn)上產(chǎn)生多種固位體構(gòu)型。圖1B示出了部分14 2中的自固位縫合線(xiàn)102的放大視圖。如圖1B所示，多個(gè)固位體130分布在絲線(xiàn)120的表面上。自固位縫線(xiàn)在調(diào)配到組織內(nèi)之后的附接需要固位體末端132穿透到周?chē)M織內(nèi)，從而導(dǎo)致組織被捕獲在固位體130和縫合絲線(xiàn)120的主體之間。接觸被捕獲在固位體130和縫合絲線(xiàn)120的主體之間的組織的固位體130的內(nèi)表面134在本文中稱(chēng)為“組織接合表面”或“內(nèi)固位體表面”。如圖1B所示，每一個(gè)固位體130具有尖端132和組織固位體表面134。當(dāng)自固位縫合線(xiàn)102沿箭頭136的方向移動(dòng)時(shí)，固位體130緊靠絲線(xiàn)120的主體平展地設(shè)置。然而，當(dāng)自固位縫合線(xiàn)102沿箭頭138的方向移動(dòng)時(shí)，固位體130的尖端132接合圍繞絲線(xiàn)120的組織并且導(dǎo)致固位體130從絲線(xiàn)120扇出且利用組織接合表面134來(lái)接合組織，從而阻止縫線(xiàn)沿該方向的移動(dòng)。圖1C示出了部分144中的自固位縫合線(xiàn)102的放大視圖。如圖1C所示，在部分144中，不存在固位體130。部分144可稱(chēng)為自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)100的過(guò)渡部分。部分144可沿著由箭頭136和138示出的方向中的任一者或兩者進(jìn)行調(diào)配。在許多手術(shù)中，希望定位過(guò)渡區(qū)域以便在縫線(xiàn)調(diào)配開(kāi)始時(shí)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置過(guò)渡區(qū)域。因此，在一些實(shí)施例中，部分144中的絲線(xiàn)120設(shè)置有可識(shí)別特征。例如，如圖1A和IC所示，自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)100的部分144設(shè)置有形式為可見(jiàn)條帶150的可識(shí)別標(biāo)記物。條帶150表示絲線(xiàn)120的下述部分，所述部分具有不同于絲線(xiàn)120的其他部分的可見(jiàn)特征，從而可被醫(yī)生識(shí)別出，以便識(shí)別和定位自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)100的過(guò)渡部分144。在可供選擇的實(shí)施例中，將標(biāo)記物設(shè)置在絲線(xiàn)的其他部分和/或縫合針上以便識(shí)別與所標(biāo)記部分相關(guān)的自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)的特征。另外，標(biāo)記物差異可包括不同形狀、不同顏色、不同數(shù)字和不同的字母，僅以標(biāo)記物的這些類(lèi)型為例。圖1D示出了部分146中的自固位縫合線(xiàn)102的放大視圖。如圖1D所示，多個(gè)固位體130分布在絲線(xiàn)120的表面上。如圖1D所示，每一個(gè)固位體130具有尖端132和組織固位體表面134。當(dāng)自固位縫合線(xiàn)102沿箭頭138的方向移動(dòng)時(shí)，固位體130緊靠絲線(xiàn)120的主體平展地設(shè)置。然而，當(dāng)自固位縫合線(xiàn)102沿箭頭136的方向移動(dòng)時(shí)，尖端132或固位體130接合圍繞絲線(xiàn)120的組織并且導(dǎo)致固位體130從絲線(xiàn)120扇出且利用表面134來(lái)接合組織，從而阻止縫線(xiàn)沿該方向的移動(dòng)。因此，在部分146中，固位體130沿著與部分142中的固位體130相反的方向進(jìn)行取向。圖1E示出了自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)160的可供選擇的實(shí)施例。自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)160包括圖1A的自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)100的縫合針110以及部分140、142和144。然而，自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)160為單臂系統(tǒng)。如圖1E所示，絲線(xiàn)120端接組織錨固體114e中的后續(xù)部分146。組織錨固體114e為用于接合組織并且阻止絲線(xiàn)120沿縫合針110的方向移動(dòng)穿過(guò)組織的裝置。在一些實(shí)施例中，組織錨固體114e與絲線(xiàn)120 —體地形成或者單獨(dú)地形成并且隨后附接至絲線(xiàn)120。如圖1E所示，組織錨固體114e具有大約垂直于絲線(xiàn)120的軸線(xiàn)延伸的棒形主體170e。棒形主體170e為足夠長(zhǎng)的和足夠剛性的，以在組織錨固體114e已接合組織之后阻止絲線(xiàn)120沿縫合針110的方向的移動(dòng)。圖1F示出了可取代圖1E的組織錨固體114e使用的替代錨固體114f。如圖1F所示，組織錨固體114f包括錐形主體170f。錐形主體170f具有尖端172f和組織接合特征174f，所述組織接合特征174f由肋和/或倒鉤組成。組織錨固體114f被構(gòu)造為推壓到組織內(nèi)以便將絲線(xiàn)120錨固至該組織并且阻止絲線(xiàn)120沿縫合針110的方向的移動(dòng)。圖1G示出了可取代圖1E的組織錨固體114e使用的替代錨固體114g。如圖1G所示,組織錨固體114g包括套環(huán)170g。在此實(shí)施例中，套環(huán)170g是通過(guò)如下方式形成的:向后折疊絲線(xiàn)120的末端172g并且將末端172g通過(guò)焊接、熔合和/或粘合劑固定至絲線(xiàn)120。套環(huán)170g因而由絲線(xiàn)1 20的材料形成。套環(huán)170g具有小孔174g，縫合針110可穿過(guò)所述小孔174g以便產(chǎn)生套索，所述套索可用于接合組織并且阻止絲線(xiàn)120沿縫合針110的方向的移動(dòng)。圖1H示出了可取代圖1E的組織錨固體114e使用的替代錨固體114h。如圖1H所示，組織錨固體114h包括肘釘形主體170h。絲線(xiàn)120穿過(guò)錨固體114h中的小孔并且通過(guò)卷曲部174h進(jìn)行固定。肘釘形主體170h具有兩個(gè)尖端172h，所述兩個(gè)尖端172h可朝向彼此變形以接合組織并且阻止絲線(xiàn)120沿縫合針110的方向的移動(dòng)。用于產(chǎn)生自固位縫線(xiàn)的激光加工系統(tǒng)在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供并且使用激光加工系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生縫合線(xiàn)表面上的固位體和/或提供縫合線(xiàn)上的可見(jiàn)標(biāo)記物。激光加工系統(tǒng)使用聚焦相干光束來(lái)從縫合線(xiàn)選擇性地切割和/或燒蝕材料以在縫合線(xiàn)上產(chǎn)生具有所需構(gòu)型的固位體。切割/燒蝕過(guò)程為非接觸式過(guò)程。合適的激光加工系統(tǒng)具有非常高的空間禁閉和控制并且對(duì)縫合線(xiàn)具有非常低的熱沉積以便避免在固位體形成期間對(duì)縫合線(xiàn)產(chǎn)生損害。通常，激光加工系統(tǒng)用于將激光束施加至縫合線(xiàn)內(nèi)的一定體積的材料。激光能量被材料吸收，從而所述材料被汽化和移除。在一些實(shí)施例中，縫合線(xiàn)具有促進(jìn)激光能量的吸收的組分。提供選定功率、波長(zhǎng)和脈沖寬度的激光以汽化選定體積的縫線(xiàn)材料且不會(huì)損害剩余的縫合線(xiàn)。激光的波長(zhǎng)通常在UV到可見(jiàn)光到紅外光的范圍內(nèi)。本文所用的光并不限于可見(jiàn)光譜。選擇理想的波長(zhǎng)或波長(zhǎng)譜以實(shí)現(xiàn)最佳的切割/燒蝕特性。引起燒蝕/切割所需的照射可在一個(gè)連續(xù)照射或多個(gè)脈沖中完成。多個(gè)激光脈沖的照射允許每一個(gè)激光脈沖的能量耗散并且因此相比于相同總時(shí)間長(zhǎng)度的一個(gè)連續(xù)脈沖在縫合線(xiàn)中導(dǎo)致較低的溫升。控制激光束的功率和/或脈沖寬度以切割/燒蝕所需材料同時(shí)遞送至周?chē)牧系目偰芰坎蛔阋圆焕赜绊懣p合線(xiàn)的整體材料特性。例如，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，使用飛秒激光器，所述飛秒激光器針對(duì)極短持續(xù)時(shí)間的激光脈沖提供高功率。另外控制波長(zhǎng)、功率、焦距和/或脈沖寬度以實(shí)現(xiàn)激光到縫合線(xiàn)內(nèi)的所需穿透。可使用多種不同的激光器和控制系統(tǒng)以將激光導(dǎo)向縫線(xiàn)的所需位置，以產(chǎn)生固位體。在一些實(shí)施例中，使用受控光束系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)所需的切割/燒蝕。在受控光束系統(tǒng)中，將脈沖激光導(dǎo)向縫合線(xiàn)上的移動(dòng)點(diǎn)。使用安裝在計(jì)算機(jī)控制型檢流計(jì)上的反射鏡來(lái)將激光束導(dǎo)向縫合線(xiàn)的目標(biāo)體積。在可供選擇的實(shí)施例中，使用掩模或其他光學(xué)件產(chǎn)生成形激光束，所述成形激光束具有合適的形狀以用于實(shí)現(xiàn)所需的切割/燒蝕。在可供選擇的實(shí)施例中，使用步進(jìn)式模式產(chǎn)生激光標(biāo)記。通過(guò)調(diào)節(jié)激光器的啟閉來(lái)定向和燒蝕/切割縫線(xiàn)材料的體積。然后移動(dòng)縫線(xiàn)和/或激光以將新目標(biāo)體積與激光對(duì)準(zhǔn)，并且通過(guò)調(diào)節(jié)激光器的啟閉來(lái)燒蝕/切割新目標(biāo)。繼續(xù)進(jìn)行該過(guò)程以步進(jìn)式地導(dǎo)向光束或步進(jìn)式地移動(dòng)縫合線(xiàn)，直至實(shí)現(xiàn)所需的固位體構(gòu)型。圖2A為適用于制備自固位縫線(xiàn)的激光加工系統(tǒng)的示意圖。如圖2A所示，激光加工系統(tǒng)200包括五個(gè)子系統(tǒng)。激光加工系統(tǒng)200的五個(gè)子系統(tǒng)為激光子系統(tǒng)210、光學(xué)子系統(tǒng)220、成像子系統(tǒng)230、傳送子系統(tǒng)240和控制子系統(tǒng)250。激光子系統(tǒng)210將激光功率以激光束202形式提供至激光加工系統(tǒng)200。激光子系統(tǒng)210受控制子系統(tǒng)250的控制。激光子系統(tǒng)210包括激光器212、激光衰減器214和激光勻化器216。激光器212產(chǎn)生激光束202。激光衰減器214調(diào)節(jié)激光束202，從而允許其按照需要在控制子系統(tǒng)250的控制下穿過(guò)和受阻。激光勻化器216改進(jìn)激 光束202以在整個(gè)激光束202上產(chǎn)生均一功率密度。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，激光子系統(tǒng)210為飛秒激光系統(tǒng)。飛秒激光系統(tǒng)提供適用于從縫合線(xiàn)切割/燒蝕材料的激光能量的超短脈沖，其具有高精確度且不會(huì)對(duì)周?chē)p合線(xiàn)造成損害。通過(guò)使用飛秒激光脈沖，經(jīng)由材料的光學(xué)吸收以及隨后的雪崩電離來(lái)將激光能量沉積到材料的小體積內(nèi)。在下述時(shí)標(biāo)下來(lái)沉積激光能量，所述時(shí)標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于用于材料中的熱傳輸?shù)臅r(shí)標(biāo)。因此，激光束靶向的材料從固相轉(zhuǎn)變成汽相和等離子體形成物，此過(guò)程為幾乎瞬時(shí)完成的并且不會(huì)對(duì)周?chē)牧袭a(chǎn)生顯著的熱傳遞。飛秒激光脈沖因此降低對(duì)縫合線(xiàn)的熱損害。飛秒激光為有利的，因?yàn)槠淇蓪?shí)現(xiàn):完全自動(dòng)化系統(tǒng)中的高分辨率和可重復(fù)性；用于縫合線(xiàn)的切割/燒蝕的高縱橫比且具有燒蝕材料的低再沉積率；切割/燒蝕區(qū)域附近的縫合線(xiàn)的非常局部化的效應(yīng)和極小損害；以及寬泛的材料和直徑范圍(包括，例如USP12-0至7)上的縫合線(xiàn)材料的有效切割。例如，飛秒激光系統(tǒng)可切割/燒蝕縫線(xiàn)材料，其中切割表面具有亞微米分辨率和納米級(jí)表面粗糙度。可調(diào)節(jié)飛秒激光器的參數(shù)以實(shí)現(xiàn)所需分辨率、縱橫比并且降低伴行損害，包括通過(guò)選擇:適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)或波長(zhǎng)組合；光束(高斯、頂環(huán)、旋轉(zhuǎn)三棱鏡，從而得到環(huán)形圈)的能量分布；光束能量和脈沖寬度；以及光學(xué)系統(tǒng)的焦距和焦深。在一些情況下對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行修改以用于不同的縫合線(xiàn)材料和直徑以及固位體構(gòu)型。激光束202從激光子系統(tǒng)210穿行至光學(xué)子系統(tǒng)220。光學(xué)子系統(tǒng)220包括用于將激光束202導(dǎo)向和/或聚焦至所需靶的一個(gè)或多個(gè)反射鏡222和透鏡。具體地講，光學(xué)子系統(tǒng)220包括物鏡224，激光束202從物鏡224離開(kāi)光學(xué)子系統(tǒng)220射向所需靶。光學(xué)子系統(tǒng)220還包括一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器226、228，所述致動(dòng)器226、228受計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)250控制以用于調(diào)節(jié)反射鏡222和透鏡224的位置。成像子系統(tǒng)230允許觀察縫合線(xiàn)204和監(jiān)測(cè)其上的激光加工結(jié)果。成像子系統(tǒng)230包括在一些實(shí)施例中為相機(jī)的成像裝置232。成像系統(tǒng)還包括用于照射縫合線(xiàn)120的照射裝置234。成像子系統(tǒng)230還可包括用于將光導(dǎo)向縫合線(xiàn)202和從縫合線(xiàn)202導(dǎo)向光的一個(gè)或多個(gè)反射鏡和透鏡。成像子系統(tǒng)230將縫合線(xiàn)204的圖像提供至控制子系統(tǒng)250。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，成像子系統(tǒng)230設(shè)置為與光學(xué)子系統(tǒng)220成一直線(xiàn)，如圖所示。也就是說(shuō)，照射裝置234將照射光遞送至縫合線(xiàn)204并且成像裝置232通過(guò)光學(xué)子系統(tǒng)220來(lái)接收縫合線(xiàn)204的圖像。控制子系統(tǒng)250可使用縫合線(xiàn)204的圖像來(lái)確認(rèn)激光子系統(tǒng)210和光學(xué)子系統(tǒng)220的操作是否正確并且根據(jù)需要作出構(gòu)型調(diào)整。有利的是，控制子系統(tǒng)250可使用得自成·像子系統(tǒng)230的圖像數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)測(cè)和調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)的焦深，以允許激光束的適當(dāng)聚焦和靶向。在可供選擇的實(shí)施例中，可使用離線(xiàn)成像系統(tǒng)。縫合線(xiàn)204的圖像也可用于固位體形成物的質(zhì)量控制，在一些實(shí)施例中包括用于確認(rèn)固位體的100%的正確產(chǎn)生率。傳送子系統(tǒng)240操作以支承縫合線(xiàn)204并且相對(duì)于激光束202來(lái)移動(dòng)縫合線(xiàn)204。激光子系統(tǒng)210、成像子系統(tǒng)230、光學(xué)子系統(tǒng)220和傳送子系統(tǒng)240均牢固地安裝至工作臺(tái)206以避免系統(tǒng)的相對(duì)移動(dòng)/振動(dòng)，其中由傳送子系統(tǒng)240控制的相對(duì)移動(dòng)/振動(dòng)除外。傳送子系統(tǒng)240包括用于固定縫合線(xiàn)204的每一個(gè)末端的卡盤(pán)242。卡盤(pán)242優(yōu)選由致動(dòng)器243來(lái)驅(qū)動(dòng)，所述致動(dòng)器243驅(qū)動(dòng)縫合線(xiàn)204圍繞縫合線(xiàn)204的縱向軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。卡盤(pán)242安裝至XY定位臺(tái)244、246上。XY定位臺(tái)244、246優(yōu)選由致動(dòng)器245、247來(lái)驅(qū)動(dòng)，所述致動(dòng)器245、247控制縫合線(xiàn)204相對(duì)于激光束202的位置。XY定位臺(tái)244、246優(yōu)選與縫合線(xiàn)204的縱向軸線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)，使得一個(gè)臺(tái)控制縫合線(xiàn)沿其縱向軸向相對(duì)于激光束202的移動(dòng)并且另一個(gè)臺(tái)控制縫合線(xiàn)204垂直于縱向軸線(xiàn)的移動(dòng)(橫穿激光束204)。致動(dòng)器243、245、247優(yōu)選受控制子系統(tǒng)250的控制。在一些實(shí)施例中，傳送子系統(tǒng)240包括如下縫線(xiàn)線(xiàn)軸和機(jī)構(gòu)(未示出)，所述縫線(xiàn)線(xiàn)軸和機(jī)構(gòu)用于自動(dòng)地饋送有待保持在卡盤(pán)242之間的縫合線(xiàn)的長(zhǎng)度，且無(wú)需縫合線(xiàn)的重新穿線(xiàn)。傳送子系統(tǒng)240還包括用于將縫合線(xiàn)204固定到激光束202附近的穩(wěn)定裝置248。穩(wěn)定裝置248降低切割區(qū)域附近的縫合線(xiàn)204的移動(dòng)以便提高激光加工操作的精確性。在優(yōu)選的實(shí)施例中，穩(wěn)定裝置248為空氣軸承,所述空氣軸承提供空氣流以穩(wěn)定縫合線(xiàn)204且無(wú)需機(jī)械性地接觸縫合線(xiàn)204。空氣流還起到冷卻縫合線(xiàn)204和除去來(lái)自切割區(qū)域的煙塵和粒子的作用。控制子系統(tǒng)250為通用機(jī)器控制系統(tǒng)，所述通用機(jī)器控制系統(tǒng)具有用于控制致動(dòng)器的輸出和用于接收得自機(jī)器傳感器的數(shù)據(jù)的輸入。控制子系統(tǒng)250包括用于程序和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的存儲(chǔ)器。程序和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存包括用于激光子系統(tǒng)210、光學(xué)子系統(tǒng)220、成像子系統(tǒng)230和傳送子系統(tǒng)240的操作的參數(shù)和/或有關(guān)激光加工系統(tǒng)200的操作的經(jīng)記錄的診斷和性能數(shù)據(jù)。可將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在控制子系統(tǒng)250或者與局域網(wǎng)或WAN相關(guān)的其他數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器中。可將數(shù)據(jù)以單一格式或多種格式來(lái)保存。可將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在單一類(lèi)型的介質(zhì)上或多種類(lèi)型的介質(zhì)上，如，硬盤(pán)、RAM、閃速存儲(chǔ)器、軟盤(pán)、Web存儲(chǔ)系統(tǒng)等。控制子系統(tǒng)250包括可為計(jì)算機(jī)處理器、CPU的一個(gè)或多個(gè)處理器252，并且通常包括專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于控制激光加工系統(tǒng)200的微控制器、CPU、微處理器或者等效控制電路或處理器，并且還可包括RAM或ROM存儲(chǔ)器、邏輯和定時(shí)電路、狀態(tài)機(jī)電路和I/O電路。控制系統(tǒng)包括和/或具有程序和/或數(shù)據(jù)的入口，所述程序和/或數(shù)據(jù)定義將形成于絲線(xiàn)上的固位體的分布和將形成于絲線(xiàn)上的固位體的形狀以及固位體的預(yù)期形狀的公差。控制子系統(tǒng)250的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)對(duì)于本發(fā)明并非至關(guān)重要的。相反，可使用任何合適的控制子系統(tǒng)250來(lái)執(zhí)行本文所述的功能。用于控制機(jī)器工具的基于計(jì)算機(jī)/微處理器的控制系統(tǒng)的使用在本領(lǐng)域中為熟知的。在一個(gè)實(shí)施例中，由激光子系統(tǒng)210和光學(xué)子系統(tǒng)220提供的激光束具有高斯功率密度分布。圖2B示出了入射到平表面268上的高斯激光束260的代表性圖像。如圖2B所示，當(dāng)遠(yuǎn)離光束260的中心262處的峰移動(dòng)時(shí)，高斯光束260的功率密度迅速下降。可利用光學(xué)子系統(tǒng)來(lái)聚焦激光束以改變峰值功率密度區(qū)域的直徑D。圖2C示出了高斯激光束(例如圖2B的激光束260)的功率密度分布的圖示。可通過(guò)使用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)三棱鏡(循環(huán)旋轉(zhuǎn)的棱鏡)和透鏡的旋轉(zhuǎn)三棱鏡系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)替代性激光束形狀/功率分布。第一旋轉(zhuǎn)三棱鏡產(chǎn)生環(huán)，透鏡將該環(huán)聚焦至薄的(5微米)寬度，并且第二旋轉(zhuǎn)三棱鏡準(zhǔn)直該環(huán)。改變旋轉(zhuǎn)三棱鏡之間的距離提供了下述能力，即控制0微米至300微米的環(huán)直徑，同時(shí)保持焦點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)三棱鏡系統(tǒng)可用于將錐體以一定角度加工到縫線(xiàn)材料內(nèi)。在激光加工過(guò)程中使用多種直徑的錐束以從絲線(xiàn)中移除材料。通過(guò)調(diào)整錐束直徑和錐束相對(duì)固位體/絲線(xiàn)的角度，可加工出利用標(biāo)準(zhǔn)激光束或機(jī)械切割方法將不可能獲得的多種固位體構(gòu)型。例如，在一些實(shí)施例中，由旋轉(zhuǎn)三棱鏡對(duì)產(chǎn)生的錐束設(shè)定為0直徑，所述直徑在激光的焦點(diǎn)平移到縫線(xiàn)內(nèi)時(shí)逐漸地變大，從而移除3D錐形的縫線(xiàn)材料(以相對(duì)于有待形成的固位體的復(fù)合角)。無(wú)論環(huán)直徑如何，利用錐束直徑來(lái)協(xié)調(diào)激光功率，以保持環(huán)中的恒定能量密度 。圖2D示出了從旋轉(zhuǎn)三棱鏡系統(tǒng)入射到平表面278上的a激光束270的代表性圖像。如圖2E所示，激光束在中心272處具有低功率密度。功率密度在遠(yuǎn)離中心272移動(dòng)時(shí)增加直至其達(dá)到環(huán)274中的峰值。功率密度隨后在從環(huán)274向外移動(dòng)時(shí)迅速下降。可通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)三棱鏡之間的距離來(lái)控制環(huán)274的直徑D。可使用旋轉(zhuǎn)三棱鏡之間的透鏡聚焦該環(huán)來(lái)控制該環(huán)的厚度T。圖2E示出了得自旋轉(zhuǎn)三棱鏡系統(tǒng)的激光束(例如圖2D的激光束270)的功率密度分布的圖示，其中旋轉(zhuǎn)三棱鏡大致產(chǎn)生具有環(huán)形圈形式的輪廓的能量分布。圖3A示出了用于將縫合線(xiàn)204穩(wěn)定在激光束202附近(參見(jiàn)圖2A)的穩(wěn)定裝置248的實(shí)施例的剖面圖。穩(wěn)定裝置248降低切割區(qū)域附近的縫合線(xiàn)204的移動(dòng)以便提高激光加工操作的精確性(參見(jiàn)圖2A)。如圖3A所示，穩(wěn)定裝置248的優(yōu)選實(shí)施例為空氣軸承300，所述空氣軸承300提供空氣流以穩(wěn)定縫合線(xiàn)304且無(wú)需機(jī)械性地接觸縫合線(xiàn)304。圖3A示出了可包括在圖2A的穩(wěn)定裝置248內(nèi)的空氣軸承300的剖面圖。如圖3A所示，空氣軸承包括入口噴嘴310和出口噴嘴320。入口噴嘴310和出口噴嘴320具有頂端312、322，所述頂端312、322具有盡可能接近縫線(xiàn)直徑且無(wú)需承受物理接觸風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)徑。內(nèi)徑可為縫線(xiàn)直徑的1.5,2.0,2.5或3.0倍，然而隨著內(nèi)徑的增加，在流體膜軸承中產(chǎn)生較高的松散趨勢(shì)。因此，優(yōu)選的是使內(nèi)徑低于縫線(xiàn)直徑兩倍、且更優(yōu)選低于縫線(xiàn)直徑1.5倍。在優(yōu)選的實(shí)施例中，針對(duì)不同尺寸的縫合線(xiàn)使用不同的噴嘴。入口噴嘴310和出口噴嘴320可通過(guò)下述方式來(lái)制備:將玻璃管拉延至用于特定縫合線(xiàn)的適當(dāng)直徑并且切割和研磨頂端312、322。可供選擇的和合適的空氣軸承可得自賓夕法尼亞州阿斯頓的新路空氣軸承公司(Newway AirBearings (Aston, PA)),所述空氣軸承包括用于軸承的石墨多孔介質(zhì)并且使用尺寸適于縫線(xiàn)的空氣涂刷方法。
如圖3A所示，出口噴嘴320安裝在歧管330的腔體332內(nèi)。0形環(huán)340、342將出口噴嘴320密封至腔體332的表面。歧管330被加工成將得自取氣管道334的加壓氣體均勻地遞送到腔體332周?chē)Ｈ肟趪娮?10與頂端312設(shè)置在出口噴嘴320的管腔內(nèi)，如圖所示。入口噴嘴310和出口噴嘴320為同軸設(shè)置的。通過(guò)入口頂蓋350將入口噴嘴310對(duì)準(zhǔn)并且固定在適當(dāng)位置。0形環(huán)344將入口噴嘴310密封至入口頂蓋350。入口頂蓋350具有斜面入口 352，所述斜面入口 352設(shè)置為與入口噴嘴310和出口噴嘴320同軸。出口頂蓋354安裝在歧管330的另一端上。出口頂蓋354具有從中伸出出口噴嘴320的出口 356。通過(guò)多個(gè)緊固件358將入口頂蓋350、歧管330和出口頂蓋354固定在一起。可通過(guò)入口 352引入縫合線(xiàn)304。縫合線(xiàn)304穿過(guò)入口噴嘴310并且隨后通過(guò)出口噴嘴320穿出出口噴嘴320的頂端322，如圖所示。將加壓空氣通過(guò)引入口 334引入并傳送到歧管330的腔體332內(nèi)。加壓空氣傳送到出口噴嘴320內(nèi)并且從圍繞縫合線(xiàn)304的頂端322壓出。(一些空氣也通過(guò)入口噴嘴310漏出)。縫合線(xiàn)304周?chē)目焖倭鲃?dòng)空氣充當(dāng)空氣軸承，以穩(wěn)定頂端322附近的縫合線(xiàn)304的位置且不接觸縫合線(xiàn)304。圖3B示出了僅出口噴嘴320和縫合線(xiàn)304的透視圖。如圖3B所示，加壓空氣進(jìn)入出口噴嘴320的內(nèi)腔324 (箭頭360)并且高速地壓出出口噴嘴的狹窄頂端322 (箭頭362)。頂端322內(nèi)的空氣流將縫合線(xiàn)穩(wěn)定在頂端322的中央內(nèi)并且因此縫合線(xiàn)不接觸出口噴嘴320的壁。此外，高速空氣流在其離開(kāi)頂端322時(shí)環(huán)繞縫合線(xiàn)304。頂端被設(shè)計(jì)為在頂端附近的區(qū)域中的氣流內(nèi)產(chǎn)生空氣層流。在此層流區(qū)域中，高速空氣流穩(wěn)定由(如)切割過(guò)程引起的縫合線(xiàn)阻尼運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)。通過(guò)較慢流動(dòng)的空氣將壓力施加到高速氣流的外面，以將縫合線(xiàn)304強(qiáng)制到氣流的中央，如通過(guò)箭頭364所示。因此，通過(guò)出口噴嘴320的頂端322附近的區(qū)域370中的空氣軸承來(lái)穩(wěn)定縫合線(xiàn)304。空氣軸承300被設(shè)置為使得穩(wěn)定區(qū)域370位于激光的切割區(qū)域中。穿過(guò)縫合線(xiàn)304的空氣流還起到移除得自激光切割過(guò)程的顆粒和煙塵并且還冷卻激光切割過(guò)程中的縫合線(xiàn)304的作用。縫合線(xiàn)從出口噴嘴320的頂端332穿出以用于在穩(wěn)定區(qū)域中切割固位體。切割之后，將固位體移動(dòng)遠(yuǎn)離出口噴嘴320。優(yōu)選的是，固位體不應(yīng)移到出口噴嘴內(nèi)，因?yàn)楦咚倏諝饪蓳p壞固位體，并且固位體可在高速空氣中引起湍流，從而使得穩(wěn)定區(qū)域370中的縫合線(xiàn)失穩(wěn)。對(duì)于在不存在空氣軸承(參見(jiàn)圖3A-3B)的情況下切割USP 2-0藍(lán)色聚丙烯縫線(xiàn)材料而言，據(jù)發(fā)現(xiàn)下述飛秒激光器參數(shù)為有效的=IOx物鏡0.26N.A.透鏡；26mW的平均激光功率；775nm的激光波長(zhǎng)；雙重頻率和具有鈦蘭寶石連續(xù)變頻脈沖放大器的模式鎖定的鉺光纖激光器；122飛秒的脈沖寬度；確立3kHz脈率的RF分頻器；和9.5毫米/分鐘的切割速度。通過(guò)將縫線(xiàn)穿透到絲線(xiàn)的主體內(nèi)并且隨后向外移至邊緣來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳切割結(jié)果。對(duì)于切割USP 4-0藍(lán)色丙烯縫線(xiàn)材料而言，據(jù)發(fā)現(xiàn)下述飛秒激光器參數(shù)為有效的:20x物鏡、36mff的平均激光功率；和10毫米/分鐘的切割速度。利用這些參數(shù)，需要僅1.16秒就可產(chǎn)生每一個(gè)固位體。添加空氣軸承允許在USP 2-0、4-0和6-0藍(lán)色聚丙烯縫線(xiàn)材料上更有效地產(chǎn)生固位體，原因在于(如)絲線(xiàn)的穩(wěn)定和絲線(xiàn)在切割期間的冷卻。然而，據(jù)發(fā)現(xiàn)使用UV波長(zhǎng)將更有效地切割藍(lán)色聚丙烯縫線(xiàn)材料，因?yàn)槠涓行У仄p線(xiàn)材料且加熱周?chē)牧系臒崃枯^低。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，使用UV和IR波長(zhǎng)的組合來(lái)燒蝕材料，其中能量中的約70%或更多以UV波長(zhǎng)提供。圖4A為用于操作圖2A的激光加工系統(tǒng)200的方法400的流程圖。在第一步驟402中，將縫合線(xiàn)安裝到傳送系統(tǒng)的卡盤(pán)上。在安裝步驟期間不應(yīng)將縫合線(xiàn)拉伸至所需張力。每一條縫合線(xiàn)的張力應(yīng)為相同的。在步驟404中，控制系統(tǒng)操作傳送子系統(tǒng)以將縫合線(xiàn)標(biāo)引和旋轉(zhuǎn)至正確位置以用于形成第一固位體。將固位體的分布/位置存儲(chǔ)在固位體分布圖案數(shù)據(jù)或程序文件中。在步驟406中，控制子系統(tǒng)針對(duì)縫合線(xiàn)上的標(biāo)引位置選擇正確的固位體生成圖案。固位體生成圖案決定將在特定位置產(chǎn)生的固位體的最終取向、形狀和尺寸。然后根據(jù)選定的固位體生成圖案來(lái)操作激光加工系統(tǒng)以在標(biāo)引位置處形成固位體。在步驟408中，操作傳送系統(tǒng)以將縫合線(xiàn)的目標(biāo)體積與激光對(duì)準(zhǔn)。在步驟410中，操作激光子系統(tǒng)以燒蝕/切割目標(biāo)體積中 的材料。步驟410還可包括利用成像子系統(tǒng)來(lái)確認(rèn)燒蝕/切割。在步驟412中，如果需要燒蝕/切割其他材料以形成固位體，則該過(guò)程返回到步驟408，以根據(jù)固位體生成圖案操作傳送系統(tǒng)，以將新目標(biāo)體積與激光對(duì)準(zhǔn)。在步驟412中，如果激光生成圖案已完成，則該過(guò)程繼續(xù)前進(jìn)到步驟414。在步驟414中，操作成像子系統(tǒng)以對(duì)完成的固位體成像并且將數(shù)據(jù)圖像提供至控制子系統(tǒng)。控制子系統(tǒng)使用圖像數(shù)據(jù)來(lái)確認(rèn)固位體是否位于由固位體生成圖案定義的公差內(nèi)。如果固位體不能得到確認(rèn)，則控制系統(tǒng)可進(jìn)行下述操作中的一個(gè)或多個(gè):操作傳送子系統(tǒng)和激光子系統(tǒng)以校正缺陷；使特定縫合線(xiàn)失效；相對(duì)于縫合線(xiàn)標(biāo)記出異常以用于進(jìn)一步的檢測(cè)；為操作人員設(shè)定提示；和/或關(guān)閉激光加工系統(tǒng)的操作。如果在步驟414中確認(rèn)固位體在公差內(nèi)，則該過(guò)程繼續(xù)前進(jìn)到步驟416。在步驟416中，如果仍將產(chǎn)生其他固位體，則該過(guò)程返回到步驟404，以用于將縫合線(xiàn)標(biāo)引到需產(chǎn)生固位體的下一個(gè)位置。在步驟416中，如果已完成全部固位體，則該過(guò)程前進(jìn)至步驟418。在步驟418中，完成縫合線(xiàn)并且從卡盤(pán)卸載縫合線(xiàn)。圖4B-4D還示出了根據(jù)圖4A的方法形成固位體的過(guò)程中的步驟。如圖4B所示，通過(guò)傳送子系統(tǒng)來(lái)縱向地(430)、橫向地(432)和軸向地(434)移動(dòng)縫合線(xiàn)424，以將激光束426與縫合線(xiàn)424的目標(biāo)體積對(duì)準(zhǔn)。然后操作激光子系統(tǒng)以從縫合線(xiàn)424燒蝕材料，從而產(chǎn)生腔體或狹槽428。應(yīng)當(dāng)注意，腔體428相比激光束426具有較大的直徑。在一個(gè)實(shí)施例中，3 ii m直徑的激光束產(chǎn)生大約7 u m直徑的腔體。如圖4C所示，將縫合線(xiàn)424逐步縱向430和橫向432地移動(dòng)至一系列位置，以將新目標(biāo)體積與激光束對(duì)準(zhǔn)，以產(chǎn)生穿過(guò)縫合線(xiàn)424的一系列腔體。目標(biāo)體積取決于縫線(xiàn)生成圖案。應(yīng)當(dāng)注意，可優(yōu)選在切割固位體的頂端之前進(jìn)行內(nèi)部切割，以形成固位體的組織接合表面。圖4D示出了具有頂端442和固位體接合表面444的已完成固位體440。應(yīng)當(dāng)注意，頂端442并未升高到縫合線(xiàn)424的表面之上。在一些情況下可執(zhí)行后切割處理以將頂端升高到縫合線(xiàn)424的表面之上。在其他實(shí)施例中，固位體440被設(shè)計(jì)為有效的，且未將固位體頂端442升高到縫合線(xiàn)424的原始表面之上。重復(fù)相同的步驟以用于縫合線(xiàn)424上的其余固位體。應(yīng)當(dāng)注意，可利用不同的固位體生成圖案在縫線(xiàn)上的不同位置處產(chǎn)生固位體的不同構(gòu)型和取向，且無(wú)需不同的切割頭或重裝載縫合線(xiàn)。利用激光加工系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生固位體的優(yōu)勢(shì)在于下述能力，即在難以和/或不可能利用具有刀片的機(jī)械切割制備的構(gòu)型中形成固位體。在USP 2-0藍(lán)色聚丙烯縫合線(xiàn)上切割固位體。移除固位體并且檢查自固位縫線(xiàn)的激光切割表面的平坦度和均勻度。固位體的激光切割式組織接合表面(未示出)應(yīng)具有類(lèi)似的平坦度和均勻度特征。圖5示出了加工到縫合線(xiàn)920內(nèi)的經(jīng)檢查的激光切割表面922的圖像。圖6示出了激光切割表面的輪廓在橫向觀察時(shí)的曲線(xiàn)圖。激光加工系統(tǒng)經(jīng)顯示以高精確度和可重復(fù)性制備出具有高平坦度和均勻度的激光切割表面，以產(chǎn)生自固位縫線(xiàn)。圖7不出了可利用激光加工系統(tǒng)產(chǎn)生的一系列固位體分布和圖案。圖7不出了可利用本發(fā)明的激光加工系統(tǒng)切割的單一螺旋分布。激光切割式固位體可具有本文所述的任何激光切割式固位體構(gòu)型并且/或者不同的激光切割式固位體構(gòu)型可存在于自固位縫線(xiàn)的不同點(diǎn)處。另外應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的激光加工系統(tǒng)能夠沿著單條縫合線(xiàn)產(chǎn)生非均一的固位體分布以有利于特定的自固位縫線(xiàn)應(yīng)用。首先參見(jiàn)圖7，其示出了自固位縫線(xiàn)700上的激光切割式固位體704的單一螺旋分布。如圖7所示，自固位縫線(xiàn)700具有尺寸為USP 2-0，4-0、6-0、7-0、8-0、9-0、10-0、11-0、12-0或更小的絲線(xiàn)702。如圖7所示，絲線(xiàn)具有0.25mm的直徑，所述絲線(xiàn)為4-0縫線(xiàn)。自固位縫線(xiàn)700包括圍繞和沿著絲線(xiàn)702設(shè)置成螺旋形圖案的多個(gè)激光切割式固位體704。如圖7所示，螺旋具有4.46mm的間距(或5.7捻度/英寸)。相同螺旋中的一個(gè)激光切割式固位體的基部與相鄰激光切割式固位體的基部之間的距離為0.6mm-在軸向上測(cè)量的-參見(jiàn)箭頭718。在一個(gè)實(shí)施例中，自固位縫線(xiàn)具有長(zhǎng)度為至少70mm倒鉤部分712和位于倒鉤部分712任一側(cè)的100_的無(wú)倒鉤引線(xiàn)710、714。倒鉤部分712可具有沿一個(gè)取向或沿不同取向的固位體704。應(yīng)當(dāng)注意， 由于激光加工系統(tǒng)為非接觸式的，則固位體分布圖案可在不存在由如下需要施加的限制的情況下來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所述需要為在機(jī)械切割期間在不損害已切割固位體的情況下來(lái)支承縫線(xiàn)。因此，例如，在一些實(shí)施例中，間距可小于固位體的長(zhǎng)度。應(yīng)當(dāng)注意，由于激光加工系統(tǒng)為非接觸式的，則固位體分布圖案可在不存在由如下需要施加的限制的情況下來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所述需要為在機(jī)械切割期間在不損害已切割固位體的情況下來(lái)支承縫線(xiàn)。因此，例如，在一些實(shí)施例中，間距可小于固位體的長(zhǎng)度。具有激光切割式固位體的自固位縫線(xiàn)的實(shí)例圖8A-8B為利用圖2A的激光切割系統(tǒng)產(chǎn)生的激光切割式固位體的實(shí)例的圖像。制備如下自固位縫線(xiàn)以測(cè)試根據(jù)圖2A的激光加工系統(tǒng)的能力，所述自固位縫線(xiàn)包括其上具有多個(gè)激光切割式固位體的縫合線(xiàn)。在每一種情況下，縫合線(xiàn)為藍(lán)色丙烯絲線(xiàn)。圖8A示出了其上具有激光切割式固位體822的2-0聚丙烯縫線(xiàn)820的圖像。激光切割式固位體822具有直切構(gòu)型并且以雙螺旋分布形式進(jìn)行分布。在切割出固位體822之后，將縫線(xiàn)820在155°C下熱處理五分鐘同時(shí)承受32克的張力以升高固位體822。
圖8B示出了其上具有激光切割式固位體802的10-0聚丙烯縫線(xiàn)800的圖像。激光切割式固位體802具有直切構(gòu)型。圖SC示出了其上具有激光切割式固位體862的聚丙烯縫線(xiàn)860的圖像。激光切割式固位體862具有直切構(gòu)型并且以雙螺旋分布形式進(jìn)行分布。在切割出固位體862之后，將縫線(xiàn)860在155°C下熱處理五分鐘以升高固位體862。然后在顯微鏡下測(cè)量縫線(xiàn)860的所得參數(shù)L1-L5。縫線(xiàn)直徑LI為101.811111;切割長(zhǎng)度12為99.511111;切割深度13為34.5 iim ;固位體的頂端在絲線(xiàn)表面上方的高度L4為15.8iim ;并且相鄰固位體之間的距離L5 為 118.3 u m。圖8D示出了其上具有激光切割式固位體872的聚丙烯縫線(xiàn)870的圖像。激光切割式固位體872具有直切構(gòu)型并且以雙螺旋分布形式進(jìn)行分布。在切割出固位體872之后，將縫線(xiàn)870在155°C下熱處理五分鐘以升高固位體872。然后在顯微鏡下測(cè)量縫線(xiàn)870的所得參數(shù)L1-L4和ANl。縫線(xiàn)直徑L3為103.8um ;切割深度L2為29.7 y m ;固位體的頂端在絲線(xiàn)表面上方的高度LI為14.611111;相鄰固位體之間的距離14為131.3iim;并且角度ANl 為 14.3 度。圖8E示出了其上具有激光切割式固位體882的聚丙烯縫線(xiàn)880的圖像。激光切割式固位體882具有直切構(gòu)型并且以雙螺旋分布形式進(jìn)行分布。在切割出固位體882之后，將縫線(xiàn)880在155°C下熱處理五分鐘以升高固位體882。然后在顯微鏡下測(cè)量縫線(xiàn)880的所得參數(shù)L1-L6。縫線(xiàn)直徑L6為93.3 ii m ;固位體基部的寬度LI為77.6 y m ;切割長(zhǎng)度L3為69.2 ii m ;切割深度L4為28.5 y m ;固位體的頂端在絲線(xiàn)表面上方的高度L5為14.6 y m ;并且相鄰固位體之間的距離L2為89.1 ii m。圖8F示出了其上具有激光切割式固位體892的聚丙烯縫線(xiàn)890的圖像。激光切割式固位體892具有直切構(gòu)型并且以雙螺旋分布形式進(jìn)行分布。在切割出固位體892之后，將縫線(xiàn)890在155°C下熱處理 五分鐘以升高固位體892。然后在顯微鏡下測(cè)量縫線(xiàn)890的所得參數(shù)L1-L6和ANl。縫線(xiàn)直徑L5為96.5 ii m ;固位體基部的寬度L6為83.4 y m ;切割長(zhǎng)度LI為107.9um ;切割深度L2為37.0 ii m ;固位體的頂端在絲線(xiàn)表面上方的高度L3為
21.2 iim;相鄰固位體之間的距離L4為117.2 iim;并且角度Anl為18度。 MM可通過(guò)任何合適的方法來(lái)產(chǎn)生本文所述的縫合線(xiàn)，所述方法包括(但不限于)注模、沖壓、切割、激光、擠出等等。本文所述的縫合線(xiàn)可使用常規(guī)用于制備縫線(xiàn)的任何材料，所述材料包括(例如)金屬和金屬合金、聚合物(包括非降解性聚合物和非降解性聚合物)和天然材料。就切割而言，可制備或購(gòu)買(mǎi)聚合物型縫合線(xiàn)/絲線(xiàn)以用于縫線(xiàn)主體，并且隨后可在縫線(xiàn)主體上切割固位體。切割期間，激光束或縫合線(xiàn)中的任一者可相對(duì)于另一者移動(dòng)或者兩者均可移動(dòng)，以控制固位體的尺寸、形狀和深度。本文所述的激光加工系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于其為可操作性的，以在多種縫線(xiàn)材料上形成固位體。合適的縫線(xiàn)材料包括:降解性縫線(xiàn)材料、非降解性縫線(xiàn)材料、天然縫線(xiàn)材料、重組縫線(xiàn)材料和金屬縫線(xiàn)材料。降解性縫線(xiàn)材料(也稱(chēng)為“生物降解性縫線(xiàn)”或“吸收性縫線(xiàn)”)為在引入到組織內(nèi)之后被身體分解和吸收的那些材料。通常，降解過(guò)程至少部分地由生物體系介導(dǎo)或者在生物體系內(nèi)進(jìn)行。“降解”是指聚合物鏈裂解成低聚物或單體的斷鏈過(guò)程。斷鏈過(guò)程可通過(guò)多種機(jī)制來(lái)進(jìn)行，所述機(jī)制包括(例如)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)(如，水解、氧化/還原、酶機(jī)制或這些機(jī)制的組合)或者通過(guò)熱方法或光解方法。在一些實(shí)施例中，例如，利用凝膠滲透色譜法(GPC)來(lái)表征聚合物降解，所述凝膠滲透色譜法監(jiān)測(cè)溶蝕和分解過(guò)程中的聚合物分子量變化。非降解性縫線(xiàn)材料(也稱(chēng)為“非吸收性縫線(xiàn)”)為通過(guò)斷鏈方法(例如，化學(xué)反應(yīng)方法(如，水解、氧化/還原、酶機(jī)制或這些機(jī)制的組合)或者通過(guò)熱方法或光解方法不降解的那些材料。降解性縫線(xiàn)材料包括諸如聚乙醇酸之類(lèi)的聚合物，乙交酯和丙交酯的共聚物，三亞甲基碳酸酯和乙交酯與二甘醇的共聚物(如，泰科醫(yī)療集團(tuán)(Tyco Healthcare Group)的MAX0NTM)，由乙交酯、三亞甲基碳酸酯和二氧環(huán)己酮構(gòu)成的三元共聚物(如，泰科醫(yī)療集團(tuán)(Tyco Healthcare Group)的B10SYNTM[乙交酷(60%)、三亞甲基碳酸酷(26%)和二氧環(huán)己酮(14%)]),乙交酯、己內(nèi)酯、三亞甲基碳酸酯和丙交酯的共聚物(如，泰科醫(yī)療集團(tuán)(TycoHealthcare Group)的CAPR0SYNTM)。溶解性縫線(xiàn)還可包括部分脫乙酰的聚乙烯醇。適用于降解性縫線(xiàn)的聚合物可為直鏈聚合物、支鏈聚合物或多軸聚合物。用于縫線(xiàn)中的多軸聚合物的實(shí)例在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi) N0.2002/0161168,N0.2004/0024169 和 N0.2004/0116620中有所描述。由降解性縫線(xiàn)材料制成的縫線(xiàn)在該材料降解時(shí)會(huì)損耗拉伸強(qiáng)度。降解性縫線(xiàn)可呈編織多絲形式或單絲形式。非降解性縫線(xiàn)材料包括(例如)聚酰胺(也稱(chēng)為尼龍，例如尼龍6和尼龍6，6)、聚酯(如，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、聚四氟乙烯(如，膨脹型聚四氟乙烯)、聚醚-酯(例如聚丁烯酯(對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和聚四亞甲基醚二醇的嵌段共聚物))、聚氨酯、金屬合金、金屬(如，不銹鋼絲)、聚丙烯、聚乙烯、絲線(xiàn)和棉線(xiàn)。由非降解性縫線(xiàn)材料制成的縫線(xiàn)適用于下述應(yīng)用，其中縫線(xiàn)旨在永久性地保留在體內(nèi)或者旨在將其在已完成其預(yù)期目的之后從身體物理地移除。臨床應(yīng)用除了普通傷口閉合和軟組織修復(fù)應(yīng)用之外，自固位縫線(xiàn)還可用于多種其他適應(yīng) 癥。本文所述的自固位縫線(xiàn)可用于各種牙科手術(shù)(S卩，口腔和上頜面外科手術(shù))中并且因而可稱(chēng)為“自固位牙科縫線(xiàn)”。上述手術(shù)包括(但不限于)口腔外科手術(shù)(如，埋伏牙或壞牙)、提供骨擴(kuò)增的外科手術(shù)、修復(fù)牙面畸形的外科手術(shù)、創(chuàng)傷(如，面部骨折和外傷)后的修復(fù)、牙源性和非牙源性腫瘤的外科治療、成形外科手術(shù)、唇裂或腭裂的修復(fù)、先天性顱面畸形、以及美容外科手術(shù)。自固位牙科縫線(xiàn)可為降解性的或非降解性的，并且尺寸通常可在USP 2-0至USP 6-0的范圍內(nèi)。本文所述的自固位縫線(xiàn)也可用于組織復(fù)位外科手術(shù)中并且因而可稱(chēng)為“自固位組織復(fù)位縫線(xiàn)”。這種外科手術(shù)包括(但不限于)面部除皺手術(shù)、頸部除皺手術(shù)、前額拉皮手術(shù)、大腿拉皮手術(shù)和乳房拉皮手術(shù)。用于組織復(fù)位手術(shù)中的自固位縫線(xiàn)可根據(jù)被復(fù)位的組織而改變；例如，具有較大和較遠(yuǎn)間隔距離的固位體的縫線(xiàn)可適用于相對(duì)柔軟的組織，例如脂肪組織。本文所述的自固位縫線(xiàn)也可用于在外科顯微鏡下進(jìn)行的顯微外科手術(shù)中(并且因而可稱(chēng)為“自固位顯微縫線(xiàn)”)。這種外科手術(shù)包括(但不限于)周?chē)窠?jīng)的重新附接和修復(fù)、脊柱顯微外科手術(shù)、手部顯微外科手術(shù)、各種塑性顯微外科手術(shù)(如，面部整形)、男性或女性生殖系統(tǒng)的顯微外科手術(shù)、以及各種類(lèi)型的整形顯微外科手術(shù)。當(dāng)其他選擇(例如，原發(fā)性閉合、二期愈合、皮膚移植、就近瓣轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)距離瓣轉(zhuǎn)移)不能勝任時(shí)，將顯微外科整形術(shù)用于復(fù)雜的整形外科手術(shù)問(wèn)題。自固位顯微縫線(xiàn)具有非常小的口徑，通常小至USP 9-0、USP 10-0、USP 11-0或USP 12-0，并且可具有相應(yīng)尺寸的附接縫合針。顯微縫線(xiàn)可為降解性的或非降解性的。本文所述的自固位縫線(xiàn)可用于類(lèi)似小口徑范圍的眼外科手術(shù)中并且因而可稱(chēng)為“眼科自固位縫線(xiàn)”。這種手術(shù)包括(但不限于)角膜移植術(shù)、白內(nèi)障手術(shù)、以及玻璃體視網(wǎng)膜顯微外科手術(shù)。眼科自固位縫可為降解性的或非降解性的，并且具有相應(yīng)小口徑的附接縫合針。另外，本文所公開(kāi)的自固位縫線(xiàn)可用于多種獸醫(yī)用途，以用于解決動(dòng)物健康中的多種外科和外傷目的。因此，如本文更完整所述，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明包括如在下述標(biāo)號(hào)段落中標(biāo)識(shí)的激光切割系統(tǒng)、部件和方法:一種用于制備自固位縫線(xiàn)的方法，包括:(a)標(biāo)識(shí)所述縫合線(xiàn)上的組織固位體位置；(b)將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置；
·
(C)利用所述激光束從所述縫合線(xiàn)移除限定狹槽的一定體積的材料，其中所述狹槽限定組織固位體的組織接合表面；(d)重復(fù)步驟(a)、(b)和(C)，以在所述縫合線(xiàn)上產(chǎn)生多個(gè)組織固位體。根據(jù)段落115所述的方法，其中步驟(C)包括(Cl)利用所述激光束從所述縫合線(xiàn)移除限定狹槽的一定體積的材料，其中所述狹槽限定組織固位體的組織接合表面；以及(c2)利用所述激光束從鄰近所述狹槽的所述縫合線(xiàn)移除楔形體積的材料以提供入口匝道，所述入口匝道有利于通過(guò)所述組織接合表面來(lái)接合組織。根據(jù)段落115所述的方法，其中步驟(b)包括將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置并且將所述激光束聚焦至不大于5 u m的直徑。根據(jù)段落115所述的方法，其中步驟(b)包括將飛秒激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置。根據(jù)段落115所述的方法，其中步驟(b)包括將包括紅外線(xiàn)波長(zhǎng)的飛秒激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置。根據(jù)段落115所述的方法，其中步驟(b)包括將包括紫外線(xiàn)波長(zhǎng)的飛秒激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置。根據(jù)段落115所述的方法，還包括:(e)在完成步驟(d)之后，處理所述縫合線(xiàn)，以使所述多個(gè)固位體中的每一個(gè)的頂端升高到所述縫合線(xiàn)的表面上方。根據(jù)段落11·5所述的方法，還包括:(e)在完成步驟(d)之后，加熱所述縫合線(xiàn)，以使所述多個(gè)固位體中的每一個(gè)的頂端升高到所述縫合線(xiàn)的表面上方。根據(jù)段落115所述的方法，還包括:(e)在完成步驟(d)之后，對(duì)所述縫合線(xiàn)施加張力，以使所述多個(gè)固位體中的每一個(gè)的頂端升高到所述縫合線(xiàn)的表面上方。
根據(jù)段落115所述的方法，還包括:(e)在完成步驟(d)之后，對(duì)所述縫合線(xiàn)施加熱和張力，以使所述多個(gè)固位體中的每一個(gè)的頂端升高到所述縫合線(xiàn)的表面上方。根據(jù)段落115所述的方法，還包括:(e)在完成步驟(d)之后，處理所述縫合線(xiàn)，以使所述多個(gè)固位體中的每一個(gè)的頂端升高到所述縫合線(xiàn)的表面上方；以及(f)韌化所述縫合線(xiàn)，以使所述多個(gè)固位體中的每一個(gè)的頂端保持為升高到所述縫合線(xiàn)的表面上方。一種適于在縫合線(xiàn)上制備組織固位體的激光加工系統(tǒng)，其中所述激光加工系統(tǒng)包括:激光子系統(tǒng)，所述激光子系統(tǒng)適于提供激光束；光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)適于接收所述激光束并且產(chǎn)生導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)的特定體積的聚焦激光束；傳送子系統(tǒng)，所述傳送子系統(tǒng)適于相對(duì)于所述激光束來(lái)移動(dòng)所述縫合線(xiàn)；成像子系統(tǒng)，所述成像子系統(tǒng)適于使所述縫合線(xiàn)成像并且產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)；和控制子系統(tǒng)，所述控制子系統(tǒng)適于接收得自所述激光子系統(tǒng)和傳送子系統(tǒng)的所述圖像數(shù)據(jù)，以在所述縫合線(xiàn)上的選定位置處產(chǎn)生選定構(gòu)型的組織固位體。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，其中:所述激光子系統(tǒng)包括飛秒激光器。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，其中:所述激光子系統(tǒng)包括UV激光器。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，其中:所述激光子系統(tǒng)包括IR激光器。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，其中:所述激光子系統(tǒng)適于提供包括IR波長(zhǎng)和UV波長(zhǎng)的激光束。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，其中:所述控制子系統(tǒng)響應(yīng)所述圖像數(shù)據(jù)為所述光學(xué)子系統(tǒng)提供焦點(diǎn)控制信號(hào)；并且所述光學(xué)子系統(tǒng)適于響應(yīng)所述焦點(diǎn)控制信號(hào)來(lái)改變所述激光束的焦深。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)適于分析所述圖像數(shù)據(jù)并且確認(rèn)所述組織固位體是否位于所述選定構(gòu)型的設(shè)計(jì)公差內(nèi)。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，還包括穩(wěn)定裝置，所述穩(wěn)定裝置適于將所述縫合線(xiàn)穩(wěn)定在所述選定位置附近。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，還包括穩(wěn)定裝置，所述穩(wěn)定裝置適于在不與所述縫合線(xiàn)機(jī)械接觸的情況下將所述縫合線(xiàn)穩(wěn)定在所述選定位置附近。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，還包括流體軸承，所述流體軸承適于將所述縫合線(xiàn)穩(wěn)定在所述選定位置附近。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，還包括空氣軸承裝置，所述空氣軸承裝置提供沿著且圍繞在所述選定位置處的所述縫合線(xiàn) 的高速層流流體。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，其中:
所述光學(xué)子系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)三棱鏡。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，其中:所述激光束具有高斯功率密度分布。根據(jù)段落126所述的激光加工系統(tǒng)，其中:所述激光束具有可選擇的環(huán)直徑的環(huán)形功率密度分布。一種用于將縫合線(xiàn)非接觸地穩(wěn)定在所述縫合線(xiàn)的區(qū)域中的穩(wěn)定裝置，其中所述穩(wěn)定裝置包括: 加壓流體源；和流體出口，所述流體出口連接至所述加壓流體源并且適于在所述縫合線(xiàn)的區(qū)域中產(chǎn)生沿著所述縫合線(xiàn)且圍繞所述縫合線(xiàn)的層流流體。根據(jù)段落140所述的穩(wěn)定裝置，其中:所述流體出口為噴嘴形的。根據(jù)段落140所述的穩(wěn)定裝置，其中:所述縫合線(xiàn)穿過(guò)所述流體出口。根據(jù)段落140所述的穩(wěn)定裝置，其中所述穩(wěn)定裝置包括:流體歧管，其中所述流體歧管連接至所述加壓流體源并且所述流體出口連接至所述流體歧管的一端；縫線(xiàn)入口，所述縫線(xiàn)入口連接至所述流體歧管；并且其中所述穩(wěn)定裝置被構(gòu)造為使得縫合線(xiàn)可通過(guò)入口進(jìn)入所述流體歧管并且通過(guò)所述流體出口離開(kāi)所述流體歧管，且不接觸所述入口和所述流體出口。根據(jù)段落140所述的穩(wěn)定裝置，與加工系統(tǒng)結(jié)合使用，所述加工系統(tǒng)適于將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)，以在所述縫合線(xiàn)的區(qū)域中產(chǎn)生組織固位體。根據(jù)段落140所述的穩(wěn)定裝置，與激光加工系統(tǒng)結(jié)合使用，所述激光加工系統(tǒng)包括:激光子系統(tǒng)，所述激光子系統(tǒng)適于提供激光束；光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)適于接收所述激光束并且產(chǎn)生導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)的特定體積的聚焦激光束；傳送子系統(tǒng)，所述傳送子系統(tǒng)適于相對(duì)于所述激光束來(lái)移動(dòng)所述縫合線(xiàn)；成像子系統(tǒng)，所述成像子系統(tǒng)適于使所述縫合線(xiàn)成像并且產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)；和控制子系統(tǒng)，所述控制子系統(tǒng)適于控制所述激光子系統(tǒng)和傳送子系統(tǒng)，以在所述縫合線(xiàn)的區(qū)域中產(chǎn)生組織固位體。一種用于產(chǎn)生自固位縫線(xiàn)的方法，包括:(a)將所述縫合線(xiàn)的選定區(qū)域設(shè)置在層流流體中，所述層流流體適于穩(wěn)定所述縫合線(xiàn)的選定區(qū)域的位置；(b)將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)的選定區(qū)域內(nèi)的選定體積的縫線(xiàn)材料；(C)從所述縫合線(xiàn)的選定區(qū)域內(nèi)移除所述選定體積的縫線(xiàn)材料，以產(chǎn)生組織固位體；(d)針對(duì)所述縫合線(xiàn)的多個(gè)選定區(qū)域重復(fù)步驟(a)、(b)和(C)，以產(chǎn)生多個(gè)組織固位體。
根據(jù)段落146所述的方法，還包括:(e)將所述縫合線(xiàn)的選定標(biāo)記區(qū)域設(shè)置在所述層流流體中并且將電磁輻射導(dǎo)向所述選定標(biāo)記區(qū)域內(nèi)的所述縫合線(xiàn)，其中所述電磁輻射適于在不燒蝕縫線(xiàn)材料的情況下來(lái)改變所述縫合線(xiàn)的選定標(biāo)記區(qū)域的視覺(jué)特征。一種適于在縫合線(xiàn)上制備組織固位體的激光加工系統(tǒng)，其中所述激光加工系統(tǒng)包括:激光子系統(tǒng)，所述激光子系統(tǒng)適于提供激光束；光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)適于接收所述激光束并且產(chǎn)生導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)的特定體積的聚焦激光束；傳送子系統(tǒng)，所述傳送子系統(tǒng)適于相對(duì)于所述聚焦激光束來(lái)移動(dòng)所述縫合線(xiàn)；標(biāo)記子系統(tǒng)，所述標(biāo)記子系統(tǒng)適于在不燒蝕縫線(xiàn)材料的情況下來(lái)改變所述縫合線(xiàn)的選定標(biāo)記區(qū)域的視覺(jué)特征；和控制子系統(tǒng)，所述控制子系統(tǒng)適于控制所述激光子系統(tǒng)、標(biāo)記子系統(tǒng)和傳送子系統(tǒng)，以在所述縫合線(xiàn)上的選定位置處產(chǎn)生選定構(gòu)型的組織固位體并且在所述縫合線(xiàn)上的不同選定位置處產(chǎn)生所述縫合線(xiàn)上的可見(jiàn)標(biāo)記物。一種用于制備自固位縫線(xiàn)的方法，包括:(a)標(biāo)識(shí)所述縫合線(xiàn)上的組織固位體位置；(b)提供激光束；(b)將激光束導(dǎo)向 所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置的一部分；(C)利用所述激光束從所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置移除一定體積的縫線(xiàn)材料，以產(chǎn)生具有頂端的組織固位體；(d)重復(fù)步驟(a)、(b)和(C)，以在所述縫合線(xiàn)上產(chǎn)生多個(gè)組織固位體；以及(e)在步驟⑷之后處理所述自固位縫線(xiàn)，以升高所述多個(gè)組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線(xiàn)突出。根據(jù)段落149所述的方法，還包括:(f)在步驟(e)之后韌化所述自固位縫線(xiàn)，以保持所述多個(gè)組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線(xiàn)突出。根據(jù)段落149所述的方法，其中步驟(e)包括利用熱處理所述自固位縫線(xiàn)，以升高所述多個(gè)組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線(xiàn)突出。根據(jù)段落149所述的方法，其中步驟(e)包括利用張力處理所述自固位縫線(xiàn)，以升高所述多個(gè)組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線(xiàn)突出。根據(jù)段落149所述的方法，其中步驟(e)包括利用熱和張力處理所述自固位縫線(xiàn)，以升高所述多個(gè)組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線(xiàn)突出。一種用于制備自固位縫線(xiàn)的方法，包括:(a)提供具有表面的縫合線(xiàn)；(b)在所述線(xiàn)的所述表面上標(biāo)識(shí)第一體積的縫線(xiàn)材料；(C)從所述第一體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)標(biāo)識(shí)第二體積的縫線(xiàn)材料；(d)將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)，以燒蝕所述第一體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)的所述縫線(xiàn)材料中的全部，但所述第二體積的縫線(xiàn)材料除外，由此所述第二體積的縫線(xiàn)材料形成從所述縫合線(xiàn)的激光切割表面突出的組織固位體；以及(e)重復(fù)步驟(b)、(C)和(d)，以產(chǎn)生從所述縫合線(xiàn)突出的多個(gè)組織固位體。根據(jù)段落154所述的方法，其中步驟(C)包括從所述第一體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)標(biāo)識(shí)第二體積的縫線(xiàn)材料，所述第二體積為小于所述第一體積的50%。根據(jù)段落154所述的方法，其中步驟(C)包括從所述第一體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)標(biāo)識(shí)第二體積的縫線(xiàn)材料，所述第二體積為小于所述第一體積的25%。根據(jù)段落154所述的方法，其中:步驟(C)包括從所述體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)標(biāo)識(shí)錐形子體積的縫線(xiàn)材料，其中所述子體積的縫線(xiàn)材料；并且步驟(d)包括將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)，以燒蝕所述選定體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)的所述縫線(xiàn)材料中的全部，但所述錐形子體積的縫線(xiàn)材料除外，由此所述錐形子體積的縫線(xiàn)材料形成從所述縫合線(xiàn)的激光切割表面突出的組織固位體。根據(jù)段落154所述的方法，其中步驟(a)包括提供具有表面和非圓形橫截面的縫合線(xiàn)。

根據(jù)段落154所 述的方法，其中:步驟(a)包括提供具有表面和多個(gè)縱脊非圓形橫截面的縫合線(xiàn)；并且步驟(b)包括在所述縱脊中的一個(gè)內(nèi)的所述線(xiàn)的表面上標(biāo)識(shí)第一體積的縫線(xiàn)材料。根據(jù)段落154所述的方法，其中:步驟(a)包括提供具有表面和多邊形橫截面的縫合線(xiàn)，所述縫合線(xiàn)具有多個(gè)縱向頂點(diǎn)；并且步驟(b)包括在具有所述縱向頂點(diǎn)中的一個(gè)的所述線(xiàn)的表面上標(biāo)識(shí)第一體積的縫線(xiàn)材料。盡管已參照本發(fā)明的僅一些示例性實(shí)施例來(lái)示出和描述本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這并非旨在將本發(fā)明限于所公開(kāi)的特定實(shí)施例。可在本質(zhì)上不脫離本發(fā)明的新穎教導(dǎo)內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)的前提下，對(duì)本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施例作出各種修改、省略和添加，尤其是按照上述教導(dǎo)內(nèi)容。因此，本發(fā)明旨在涵蓋可包括在由下述權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有此類(lèi)修改形式、省略形式、添加形式和等同形式。
權(quán)利要求
1.一種用于制備自固位縫線(xiàn)的方法，包括: (a)提供具有表面的縫合線(xiàn)； (b)在所述線(xiàn)的所述表面上標(biāo)識(shí)第一體積的縫線(xiàn)材料； (c)從所述第一體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)標(biāo)識(shí)第二體積的縫線(xiàn)材料； (d)將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)，以燒蝕所述第一體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)的所述縫線(xiàn)材料中的全部，但所述第二體積的縫線(xiàn)材料除外，由此所述第二體積的縫線(xiàn)材料形成從所述縫合線(xiàn)的激光切割表面突出的組織固位體；以及 (e)重復(fù)步驟(b)、(C)和(d)，以產(chǎn)生從所述縫合線(xiàn)突出的多個(gè)組織固位體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(C)包括從所述第一體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)標(biāo)識(shí)第二體積的縫線(xiàn)材料，所述第二體積為小于所述第一體積的50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)包括從所述第一體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)標(biāo)識(shí)第二體積的縫線(xiàn)材料，所述第二體積為小于所述第一體積的25%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 步驟(c)包括從所述體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)標(biāo)識(shí)錐形子體積的縫線(xiàn)材料，其中所述子體積的縫線(xiàn)材料；并且 步驟(d)包括將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)，以燒蝕所述選定體積的縫線(xiàn)材料內(nèi)的所述縫線(xiàn)材料中的全部，但所述錐形子體積的縫線(xiàn)材料除外，由此所述錐形子體積的縫線(xiàn)材料形成從所述縫合線(xiàn)的激光切割表面突出的組織固位體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(a)包括提供具有表面和非圓形橫截面的縫合線(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 步驟(a)包括提供具有表面和多個(gè)縱脊非圓形橫截面的縫合線(xiàn)；并且 步驟(b)包括在所述縱脊中的一個(gè)內(nèi)的所述線(xiàn)的表面上標(biāo)識(shí)第一體積的縫線(xiàn)材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 步驟(a)包括提供具有表面和多邊形橫截面的縫合線(xiàn)，所述縫合線(xiàn)具有多個(gè)縱向頂點(diǎn)；并且 步驟(b)包括在具有所述縱向頂點(diǎn)中的一個(gè)的所述線(xiàn)的表面上標(biāo)識(shí)第一體積的縫線(xiàn)材料。
8.一種用于制備自固位縫線(xiàn)的方法，包括: (a)標(biāo)識(shí)所述縫合線(xiàn)上的組織固位體位置； (b)將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置； (C)利用所述激光束從所述縫合線(xiàn)移除限定狹槽的一定體積的材料，其中所述狹槽限定組織固位體的組織接合表面； (d)重復(fù)步驟(a)、(b)和(C)，以在所述縫合線(xiàn)上產(chǎn)生多個(gè)組織固位體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中步驟(C)包括 (Cl)利用所述激光束從所述縫合線(xiàn)移除限定狹槽的一定體積的材料，其中所述狹槽限定組織固位體的組織接合表面；以及 (c2)利用所述激光束從鄰近所述狹槽的所述縫合線(xiàn)移除楔形體積的材料以提供入口匝道，所述入口匝道有利于通過(guò)所述組織接合表面來(lái)接合組織。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中步驟(b)包括將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置并且將所述激光束聚焦至不大于5Mm的直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中步驟(b)包括將飛秒激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: (e)在完成步驟(d)之后，處理所述縫合線(xiàn)，以使所述多個(gè)固位體中的每一個(gè)的頂端升高到所述縫合線(xiàn)的表面上方。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: (e)在完成步驟(d)之后，處理所述縫合線(xiàn)，以使所述多個(gè)固位體中的每一個(gè)的頂端升高到所述縫合線(xiàn)的表面上方；以及 (f)韌化所述縫合線(xiàn)，以使所述多個(gè)固位體中的每一個(gè)的頂端保持為升高到所述縫合線(xiàn)的表面上方。
14.一種適于在縫合線(xiàn)上制備組織固位體的激光加工系統(tǒng)，其中所述激光加工系統(tǒng)包括: 激光子系統(tǒng)，所述激光子系統(tǒng)適于提供激光束； 光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)適于接收所述激光束并且產(chǎn)生導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)的特定體積的聚焦激光束； 傳送子系統(tǒng)，所述傳送子系統(tǒng)適于相對(duì)于所述激光束來(lái)移動(dòng)所述縫合線(xiàn)； 成像子系統(tǒng)，所述成像子系統(tǒng)適于使所述縫合線(xiàn)成像并且產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)；和控制子系統(tǒng)，所述控制子系統(tǒng)適于接收得自所述激光子系統(tǒng)和傳送子系統(tǒng)的所述圖像數(shù)據(jù)，以在所述縫合線(xiàn)上的選定位置處產(chǎn)生選定構(gòu)型的組織固位體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的激光加工系統(tǒng)，其中: 所述激光子系統(tǒng)包括飛秒激光器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的激光加工系統(tǒng)，其中: 所述控制子系統(tǒng)響應(yīng)所述圖像數(shù)據(jù)為所述光學(xué)子系統(tǒng)提供焦點(diǎn)控制信號(hào)；并且 所述光學(xué)子系統(tǒng)適于響應(yīng)所述焦點(diǎn)控制信號(hào)來(lái)改變所述激光束的焦深。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的激光加工系統(tǒng)，還包括空氣軸承裝置，所述空氣軸承裝置提供沿著且圍繞在所述選定位置處的所述縫合線(xiàn)的高速層流流體。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的激光加工系統(tǒng)，其中: 所述光學(xué)子系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)三棱鏡。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的激光加工系統(tǒng)，其中: 所述激光束具有可選擇的環(huán)直徑的環(huán)形功率密度分布。
20.一種用于將縫合線(xiàn)非接觸地穩(wěn)定在所述縫合線(xiàn)的區(qū)域中的穩(wěn)定裝置，其中所述穩(wěn)定裝置包括: 加壓流體源；和 流體出口，所述流體出口連接至所述加壓流體源并且適于在所述縫合線(xiàn)的區(qū)域中產(chǎn)生沿著所述縫合線(xiàn)且圍繞所述縫合線(xiàn)的層流流體。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述 的穩(wěn)定裝置，其中所述穩(wěn)定裝置包括: 流體歧管，其中所述流體歧管連接至所述加壓流體源并且所述流體出口連接至所述流體歧管的一端； 縫線(xiàn)入口，所述縫線(xiàn)入口連接至所述流體歧管；并且 其中所述穩(wěn)定 裝置被構(gòu)造為使得縫合線(xiàn)可通過(guò)入口進(jìn)入所述流體歧管并且通過(guò)所述流體出口離開(kāi)所述流體歧管，且不接觸所述入口和所述流體出口。
22.一種用于產(chǎn)生自固位縫線(xiàn)的方法，包括: (a)將所述縫合線(xiàn)的選定區(qū)域設(shè)置在層流流體中，所述層流流體適于穩(wěn)定所述縫合線(xiàn)的選定區(qū)域的位置； (b)將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)的選定區(qū)域內(nèi)的選定體積的縫線(xiàn)材料； (C)從所述縫合線(xiàn)的選定區(qū)域內(nèi)移除所述選定體積的縫線(xiàn)材料，以產(chǎn)生組織固位體； (d)針對(duì)所述縫合線(xiàn)的多個(gè)選定區(qū)域重復(fù)步驟(a)、(b)和(C)，以產(chǎn)生多個(gè)組織固位體。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括: (e)將所述縫合線(xiàn)的選定標(biāo)記區(qū)域設(shè)置在所述層流流體中并且將電磁輻射導(dǎo)向所述選定標(biāo)記區(qū)域內(nèi)的所述縫合線(xiàn)，其中所述電磁輻射適于在不燒蝕縫線(xiàn)材料的情況下來(lái)改變所述縫合線(xiàn)的選定標(biāo)記區(qū)域的視覺(jué)特征。
24.一種用于制備自固位縫線(xiàn)的方法，包括: (a)標(biāo)識(shí)所述縫合線(xiàn)上的組織固位體位置； (b)提供激光束； (b)將激光束導(dǎo)向所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置的一部分； (C)利用所述激光束從所述縫合線(xiàn)上的所述組織固位體位置移除一定體積的縫線(xiàn)材料，以產(chǎn)生具有頂端的組織固位體； (d)重復(fù)步驟(a)、(b)和(C)，以在所述縫合線(xiàn)上產(chǎn)生多個(gè)組織固位體；以及 (e)在步驟(d)之后處理所述自固位縫線(xiàn)，以升高所述多個(gè)組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線(xiàn)突出。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，還包括: (f)在步驟(e)之后韌化所述自固位縫線(xiàn)，以保持所述多個(gè)組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線(xiàn)突出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了用于在縫合線(xiàn)上形成固位體的激光加工系統(tǒng)和方法。所述激光系統(tǒng)優(yōu)選為飛秒激光系統(tǒng)，所述飛秒激光系統(tǒng)能夠在所述縫合線(xiàn)上產(chǎn)生亞微米特征同時(shí)仍能保持所述縫合線(xiàn)的強(qiáng)度。所述激光加工系統(tǒng)允許產(chǎn)生下述構(gòu)型的固位體和自固位縫線(xiàn)系統(tǒng)，所述構(gòu)型是難以和/或不可能利用常規(guī)機(jī)械切割技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。
文檔編號(hào)A61B17/04GK103096816SQ201180033164
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者J.M.格羅斯, W.L.德亞戈蒂諾, L.德魯貝特斯基, A.奈馬岡, J.D.康納, K.R.惠特沃斯, R.T.伍斯利, F.M.迪基 申請(qǐng)人:伊西康有限責(zé)任公司