MediCafe一句话点评:医疗产品科普好文欢迎大家关注!
来源:医咖&医配淘联合出品,转载需获得授权
“飞雪连天射白鹿,笑书神侠倚碧鸳”,
金庸老先生这些经典的武侠著作陪伴笔者走过了童年,著作中描述了很多厉害的兵器,倚天剑,屠龙刀,打狗棒,黑白双剑, 圣火令, 珊瑚金拐杖 ,鳄尾剪, 银钩铁划等,让人看得热血沸腾,在心里埋下了一颗武侠的种子,期待有朝一日能仗剑走天涯。之后又接触了《隋唐演义》,《七侠五义》,古龙等武侠小说,对里面的十八般武器饶有兴趣,诸如“九长九短“,”十八般武艺样样精通“等,整日沉迷于兵器谱里,让笔者度过那段难忘的青葱岁月。
从今天开始,医咖和医配淘联合制作并发布医疗器械科普好文。
长大之后有幸从事医疗器械这个行业,在这行业里一待十多年。
从一无所知,到通晓众多医疗器械耗材。在笔者看来,医疗器械和古代的冷兵器有着共同点:都是对敌作战的武器,古人十八般兵器是克敌制胜的法宝,而今医疗器械耗材是医生战胜病魔的武器,他们都是左右最终结局的重要因素。
这不禁让我产生一种将古代兵器和现代医疗器械两者建立链接的想法,依照十八般兵器谱将现代的医疗器械手术外科耗材也进行排位,建立医疗器械耗材兵器谱。
十八般兵器泛指多种技艺,其内容在各个时期有所不同。其名称,始见于元曲,为中华武艺和武器的象征。
由于该称呼来源于戏曲,我们就采用戏曲的说法,将刀、枪、剑、戟、斧、钺、钩、叉、镋、棍、槊、棒、鞭、锏、锤、抓、拐、流星锤列为十八种兵器。
近现代医疗器械可以追溯于1595年发明的显微镜,距今不过500多年历史,在此期间里产出了丰硕的成果,诞生了一系列关键器械,极大的推动了医疗器械的发展。
“大道至简”,万事万物皆有相通之处,斗胆将器械耗材与十八般兵器逐一对应,进行排序。
我们想利用这个机会重新梳理一下常用的医疗器械,重温每个医疗器械的发展史——它的过往,它的进化,它的现状,将会对它的未来有所启迪。
我们试图系统梳理每个产品的原理、设计、结构中的关键点,希望给各位读者一个新的视角,重新认识这些司空见惯的医疗器械。
“好的零部件才能造就好的产品”,我们不仅介绍产品本身,我们更开创性的分析其内部结构和主要零部件,列出了核心零部件的关键要求。
我们希望通过该系列文章追本溯源,给从事医疗器械产品设计研发的同仁一些启发,帮助大家真正理解这些产品出现的原因、设计的思路、迭代的历程,从零部件设计制造的角度更好地实现产品功能。如果对大家能有一些启发,笔者也就非常欣慰。
医疗耗材兵器谱之戟篇——活检针
戟是古代兵器之一,在十八般武艺中占有重要地位,被誉为“百兵之魁”。
戟是一种既可刺杀也可勾啄具有双重性能的兵器,能够明显提高战斗效能。《说文解字》载:“戟,有枝兵也。”是一种戈的柲顶有矛形尖刺装置的兵器,少数是戈和刀的合体。以前者居多,后者发现的仅限于西周时代。
不论是戈、矛或戈、刀的合体,其形式都符合“有枝兵”的特点。
图源:网络
在医疗耗材之中,活检针可以称得上医疗耗材的“百兵之魁”。活检针是一种用于肾脏、肝脏、肺、乳腺、甲状腺、前列腺、胰腺、睾丸、子宫、卵巢、体表等多种器官的锥体肿瘤和不明肿瘤等的活组织取样、吸取细胞等用途的医疗器械。
戟可刺杀勾啄,每次出手都必有收获,而活检针也是如此,尖端锋利,进入肿瘤之中吸取样本,如探囊取物一般。
图源:网络
01
活检针的种类与应用
1. 骨水泥针
椎体成型术套装DBBN套管针(骨水泥针)易于放置到骨膜和骨皮质;针柄可透性强,在引入椎体时可确保定位准确;30°勺型套针可供导入时针的重新定位。斜面针头:内外针侧斜面相匹配,外衣管后斜以顺应骨膜;可根据需要定位。
2. 骨活检针
用于身体各部位骨组织活检。
3. 弹枪式活检针
定位准确,操作简便,针号及长度可选范围大,适于多种器官组织活检需求。
特点:轻巧、紧凑,自撑力强,可单手操作,快速准确;锋利的外管边沿有助于保障组织的完好无损;针尖在超声图像下可视性强;切割组织时,管芯针不移动;针尖斜面锋利,扎入时快速简便,对器官及周围组织损伤小;弹枪式机械系统快速准确。
4. 肺活检针
用于肺组织活检;抽吸管齿状边缘便于组织标本采集;非铁磁性材料有助于避免人为损伤。
5. 抽吸针(肝穿刺针,千叶针)
用于抽吸活检。
不同部位的活检针规格也不相同,
乳腺活检:13G、14G;
肾活检、肝活检:16G;
前列腺肝活检、肺活检:18G;
甲状腺细胞活检:20G。
(G为伯明翰BWG线规格。“G”越大越细,20G为0.90mm)。
而且活检针的选型对医疗诊治过程有着重要的影响意义,以下为常见的几种针型。
图源:网络
02
发展历史及典型分析
普遍认为Martin和Ellis(New York, Memorial医院)是穿刺针抽吸技术的鼻祖。Martin是一名头颈部外科医生,他很不愿意治疗无术前病理诊断的癌症患者。
Martin认为,仅以诊断为目的的手术,对病灶可切除的病人而言具有无法接受的导致肿瘤扩散的风险,对病灶不能切除的病人而言则会导致其过高的费用和死亡率。穿刺针抽吸活检术的出现,提供了另一种选择。该技术——使用一只简单的手持注射器以及一枚18G穿刺针。
20世纪五十年代,经皮活检技术在欧洲得以重生,这一“重生”有赖于小口径抽吸穿刺针的发展,后者能在最小的风险下获取极好的细胞学标本。而标本制备的进步,提高了对此类标本的解释能力。基于影像引导设备的不断发展(主要是超声和计算机断层显像CT),经皮活检的潜在应用范围扩展显著。
然而,直到20世纪70年代,该项技术才开始在美国得到广泛承认。而如今这项技术越来越成熟,典型为巴德活检针。
穿刺活检针产品具有以下的特点:
1、快速发射,定点取样
针尖设计提高了穿刺力,尤其蚀刻研磨技术增加针尖斜面漫反射的面积,更容易克服来自生物组织的阻力。内芯切割槽可以是直角或者斜坡型,具有很好的抓取样本能力。
自动活检针的高速切割能力令组织退让不及,外针切割干净利落,标本漂亮稳落内芯针槽。
2、样本饱满
制造工艺优良,切割锋利,细胞变性小,组织条块一致性高。
3、高效简便
一次性使用,无需消毒,降低感染风险,提高效率。具有较好的人体工学设计,单手操作。可搭配同轴活检针使用,单次穿刺多次取样。
03
活检针的使用步骤和原理
活检针的原理是用利用真空吸附的方式将组织样本取出。其使用步骤:
第一步:空心针和实心针一起穿刺到软组织内部,在到达目标位置之前实现定位;
第二步:实心针静止不动,空心针继续向前穿刺软组织,一直到达目标所在的位置;
第三步:空心针在目标位置取得活检组织后,利用真空吸附的方式将组织样本和活检针一起退出到软组织外部。
图源:网络
04
国内外市场规模
活检针主要分为真空辅助活检(VAB),细针穿刺活检(FNAB)和空芯针活检(CNB)。其中,空芯针活检(CNB)占主要部分,2019年约占总市场的47%。活检针的销售渠道主要为医院、诊所和其他。其中,医院占主要部分,2019年医院约占总市场的74.3%。
北美是全球的主要消费地区,2019年销量占全球总量的35.2%。欧洲位居第二,占全球市场的30.46%,中国第三。目前,BD、 Mammotome、Medtronic、Hologic、Merit Medical Systems等为主要厂商。
2017年我国活检针行业市场规模约35.48亿元,同比2016年的28.55亿元增长了16.94%,近几年我国活检针行业市场规模情况如下图所示:
数据来源:网络
2020年,全球活检针市场规模达到了55亿美元,预计2026年将达到94亿美元,年复合增长率(CAGR)为7.9%。
05
未来发展趋势
市场需求与国内医疗保障的完善以及活检手术的增多有关,而一次性活检穿刺针产品逐渐由手动、半自动化逐渐向自动化、智能化产品转变。
从产品档次来看,国内市场对一次性活检产品的需求仍然以中低端产品为主,随着市场消费能力的提高以及对一次性活检穿刺针产品认知提升,未来市场对中高端一次性活检穿刺针产品的需求增长。
结合当前中国一次性活检穿刺针行业发展现状以及下游消费市场需求来看,未来中国一次性活检穿刺针行业的生产总量将继续保持增长。
06
现阶段产品问题
国内与国外相比,同样型号的产品,国外比如巴德的针更加不容易弯曲,尤其是需要多次穿刺的,还有人工学做的更舒适,重量较其他的重一些,激发让术者感觉更加安全。我们人用过了,偶尔会拿去做动物实验,多次使用,结果还是巴德耐用,国内的次数多了,弯曲,激发容易弹出,变顿更快。
相比之下,我们更推荐巴德的活检针来保障安全,国内的还有进一步完善空间。
07
活检针的结构组成
活检针包含自动活检枪,自动活检针,半自动活检针,同轴活检针等,其结构组成包括两个部分:活检针,手柄或者发射装置部分。
穿刺活检针通常由不锈钢穿刺针和针芯组成。穿刺针上刻有厘米刻度标识,不锈钢材质均为304不锈钢。
活检针手柄的颜色代表不同直径:黄色=20G、粉红色=18G、紫色=16G、绿色=14G、浅蓝色=12G,活检针的穿刺针内芯,在针尖处往上一厘米左右的位置有一个长度3-5厘米的凹槽,是专门用于获取样本的凹槽。
08
活检针设计要点与要求
穿刺活检针设计要点在于锋利的/显影效果好的取样针和操作性能好,发射速度快的手柄装置。具体要求如下:
各组件外表面应平滑,注塑件应无明显划痕与缺陷。针尖刃口应锋利,不能有可见的勾头、平头、毛刺等缺陷。
1.清洁度:针体外表面应无金属屑和加工过程中产生的杂质。
2.刚性与韧性:经测验后针芯不得折断。
3.耐腐蚀性:针体浸泡部位不得有腐蚀痕迹。
4.穿刺力:针尖穿刺力应不大于17.8N。
5.连接牢固度:针管与手柄:应连接牢固,不得分离。
6.导管连接处:应连接牢固,不得分离。
7.保护套:活检针的针尖外应配有保护针尖的保护套,保护套不应自然脱落。
8. 生物性能:
环氧乙烷残留量:环氧乙烷残留量≤10μg/g。
无菌:活检针环氧乙烷灭菌后应无菌。
细菌内毒素:内毒素限量应小于20EU/套。
9.采样量:针体单次采样量应不小于20mg。
10.超声可探测性:活检针在超声下可见,在组织内30mm深度能被超声探测到针体位置。
11.组件抗负压能力: 在98.2kPa负压作用时,导管、真空桶等不得出现漏气、崩脱、破裂现象。真空导管在98.2kPa负压作用时,在整个长度上的吸扁程度应小于0.5。
09
取样针主要部件的设计要求
穿刺针外针:良好刚性和韧性的不锈钢材料,前端倒弧设计更好的穿刺性能,均匀打标更好的B超显影性能
针芯:良好刚性和韧性的不锈钢材料,好的刃口设计,直线度好
【结语】
医学江湖,群星璀璨,谁与争锋!
欢迎⼤家在留⾔区说出您⼼中的医疗耗材兵器谱及其排名,让我们⼀起谱写医疗器械耗材的兵器谱,共同创造医疗器械的武侠世界。
下篇介绍医疗器械耗材兵器谱之斧篇,大家猜猜到底哪个器械与之匹配?点赞,关注,转发,请看下回分解!
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