專利名稱：用于產生自固位縫線的激光切割系統和方法
技術領域：
本發明整體涉及制備用于外科手術的自固位縫線系統的激光切割設備和方法。
背景技術：
諸如縫線、縫釘和平頭釘之類的傷口閉合裝置已廣泛用于人體和動物的表淺和深部外科手術中，以用于閉合傷口、修復跌打損、將組織接合在一起(使已切斷組織拉近、閉合解剖空間、將單個或多個組織層附接在一起、在兩個中空/管腔結構之間形成吻合、紙連組織、將組織附接或重新附接至其適當的解剖位置)、將外來元件附接至組織(固定醫療植入物、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置到新解剖位置(修復、組織抬升、組織移植和相關手術)等等。縫線通常用作傷口閉合裝置。縫線通常由附接至具有尖端的縫合針的絲狀縫合線組成。縫合線可由多種材料制成，所述材料包括生物吸收性(即，在體內隨時間推移而完全分解)或非吸收性(永久性的；非降解性的)材料。已經發現的是，吸收性縫線尤其可用于下述情況中:拆線可危害修復或者在傷口愈合已完成之后自然愈合過程使得由縫線材料提供的支承成為無用的；如(例如)在完成不復雜的皮膚縫合中。非降解性(非吸收性)縫線用于下述傷口中:愈合可預期會擴張或者縫線材料需要為傷口提供長時間的物理支承；如在(例如)深部組織修復、高張力傷口、多種矯形修復和一些類型的外科吻合中。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型通常是基于特定應用的需要進行選擇的。為了使用普通縫線，將縫合針在傷口的一側推進穿過所需組織并且隨后穿過傷口的相鄰側。然后將縫線形成“環”以將傷口保持為閉合的，所述“環”是通過在縫線中打結實現的。打結需要時間并且會導致一系列并發癥，所述并發癥包括(但不限于)(i)泌液(其中縫線(通常為結)在皮下閉合之后穿過皮膚的癥狀)、(ii)感染(細菌通常能夠在由結產生的空間內附接和生長)、(iii)團塊/腫塊(留在傷口中的顯著量的縫線材料為構成結的部分)、(iv)滑脫(結可滑動或變為松開的)和(V)刺激(結充當傷口中的團塊“異物”)。與打結相關的縫線環可導致缺血(結可產生可壓縮組織并限制流到該區域的血流的張力點)并且可導致外科傷口處裂開或破裂的風險增加。打結還為勞動密集型的并且可占用在閉合外科傷口中所花費的時間中的顯著百分比。額外的手術操作時間不僅對患者有害(并發癥發生率隨麻醉下所花費的時間而增加)，而且還增加手術的整體成本(多種外科手術據估計每分鐘手術時間的花費為在$15和$30之間)。自固位縫線(包括倒鉤縫線)與常規縫線的區別在于自固位縫線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在調配之后錨固到組織內并且抵制縫線沿與固位器所面對方向相反的方向進行移動，從而無需打結以將相鄰組織附連在一起(“無結”閉合)。具有倒鉤的無結組織拉近裝置先前已在(例如)美國專利N0.5，374，268中有所描述，該專利公開了具有倒鉤狀凸起的帶臂錨固體，而具有倒鉤側向構件的縫線組件已在美國專利N0.5，584，859和N0.6，264，675中有所描述。具有沿縫線的較大部分設置的多個倒鉤的縫線在美國專利N0.5，931，855 (其公開了單向倒鉤縫線)和美國專利N0.6，241，747(其公開了雙向倒鉤縫線)中有所描述。用于在縫線上形成倒鉤的方法和設備已在(例如)美國專利N0.6，848，152中有所描述。用于傷口閉合的自固位系統還導致較好的傷口邊緣拉近、均勻地分布沿傷口長度的張力(減少可斷裂或導致缺血的張力面積)、減小保留在傷口中的縫線材料的團塊(通過消除結)、以及減少泌液(縫線材料(通常為結)擠出穿過皮膚表面)。相對于使用普通縫線或縫釘的傷口閉合而言，這些特征中的全部據認為會減少結疤、改善美容效果、以及增加傷口強度。因此，由于自固位縫線無需打結，這種縫線允許患者經受改善的臨床結果，并且還節約與長期手術和隨訪治療相關的時間和成本。應當指出，在整個說明書中標識的所有專利、專利申請和專利出版物均全文以引用方式并入本文中。相比于普通縫線，自固位縫線的下述能力也提供優越性，即，甚至在不存在由結施加至縫線的張力的情況下將組織錨固和保持在適當位置。當閉合承受張力的傷口時，此優點自身以若干方式表現出來:(i)自固位縫線具有多個固位體，從而相比于將張力集中在分立點處的帶結間斷縫線而言可分散沿縫線的整個長度的張力(通過提供數百個“錨固”點來提供優異的美容效果并且降低縫線將“滑脫”或拉出的機率)；(ii)可按照均一的方式來閉合復雜的傷口幾何形狀(圓形、弧形、鋸齒邊緣)且可實現比間斷縫線更高的精確度和準確度；(iii)自固位縫線無需“第三手”，而在常規的縫合和打結過程中通常需要“第三手”來保持整個傷口上的張力(以防止在打結期間短暫釋放張力時的“滑脫自固位縫線在其中在技術上難以打結的手術(例如在深部傷口或腹腔鏡式/內窺鏡式手術)中為優越的；以及(V)自固位縫線可用于在定形閉合之前來拉近和保持傷口。因此，自固位縫線在解剖學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/內窺鏡式和微創手術中拉近組織；這些操作均不必通過結來固定閉合傷口。較高的精確度允許自固位縫線用于 比利用普通縫線可實現的更復雜的閉合(例如，具有直徑失配、較大缺損或縮攏線縫合的那些)。自固位縫線可為單向的，從而在縫合線的長度上具有沿一個方向取向的一個或多個固位體；或雙向的，從而通常沿線的一部分具有沿一個方向取向的一個或多個固位體、接著在線的不同部分上具有沿另一個(通常相反的)方向取向的一個或多個固位體(如結合美國專利N0.5，931，855和N0.6，241，747中的倒鉤固位體所述)。盡管可使用任意數量的固位體的連續或間斷構型，但一種形式的單向自固位縫線包括位于遠端的組織錨固體和位于近端的縫合針以及位于縫合線表面上的多個倒鉤，所述倒鉤具有“遠離”縫合針突出的尖端。“遠離”縫合針突出是指倒鉤的尖端更加遠離縫合針并且包括倒鉤的縫線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)更易于穿過組織。組織錨固體被設計為固定縫線的遠端并且在一些實施例中包括環、縫釘、平頭釘、條、栓、片材或球。盡管可使用任意數量的固位體的連續或間斷構型，但一種形式的雙向自固位縫線包括位于縫合線一端處的縫合針，所述縫合線具有倒鉤，所述倒鉤具有“遠離”縫合針突出的尖端直至達到縫線的過渡點(通常中點)；在過渡點處，倒鉤的構型使其自身沿縫合線的剩余長度翻轉約180° (使得倒鉤目前面向相反方向)，隨后附接至在相對端處的第二縫合針(結果是縫線此部分上的倒鉤也具有“遠離”最近縫合針突出的尖端)。換句話講，普通雙向自固位縫線的兩個“半部”上的倒鉤均具有指向中點的尖端，其中過渡區段(不含倒鉤)散置在兩個“半部”之間并且縫合針附接至任一末端。

發明內容
盡管單向和雙向自固位縫線具有多個優點，但仍需要改善縫線的設計，使得可消除多種限制并且提供增強和/或附加的功能。根據一個方面，本發明提供了用于在縫合線上產生固位體的激光切割設備。根據另一個方面，本發明提供了用于在固位體的激光切割期間固定縫線的設備。根據另一個方面，本發明提供了用于利用激光在縫合線上切割固位體的方法。在以下的描述中說明了一個或多個實施例的詳細內容。根據具體實施方式
、附圖和權利要求書，其他特征、目的和優點將顯而易見。另外，本文引用的所有專利和專利申請
的公開內容全文以引用方式并入。例如，本專利申請以引用方式合并_提交
的美國專利申請N0._(代理人參考N0.2284.40854USPC)(其為2011年
5 月 4 日提交的名稱為 “SELF-RETAINING SYSTEM HAVING LASER-CUTRETAINERS”(具有激
光切割式固位體的自固位系統)的國際專利申請N0._ (代理人參考
N0.2284.40854PC)的美國國家階段)。


根據附圖和以下對各個實施例的詳細描述，本發明的特征、其本質和各種優點將顯而易見。圖1A為雙向自固位縫線的透視圖。圖1B-1D為圖1A的縫線的部分的放大視圖。圖1E為單向自固位縫線的透視圖。圖1F-1H為圖1E的單向自固位縫線的替代性組織錨固體的視圖。圖2A示出了根據本發明的實施例的適于在縫合線上形成固位體的激光加工系統的示意圖。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為得自旋轉三棱鏡系統的激光束的圖像。圖2E為得自旋轉三棱鏡系統的激光束中的功率密度分布的圖示。圖3A示出了根據本發明的實施例的可用于圖2的激光加工系統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為根據本發明的實施例的用于利用圖2的激光加工系統產生自固位縫線的方法的流程圖。圖4B-4D為根據本發明的實施例的在利用圖2的激光加工系統產生激光切割固位體的過程中的縫合絲線的透視圖。圖5為自固位縫線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圖。圖7示出了利用圖2的激光加工系統制備的自固位縫線的固位體分布構型。圖8A-8F示出了利用圖2的激光加工系統制備的自固位縫線的實例。
具體實施方式
定義可在下文中使用的某些術語的定義包括如下內容。“自固位系統”是指與用于將縫線調配到組織內的裝置相結合的自固位縫線。這種調配裝置包括(但不限于)用于穿透組織的縫合針和其他調配裝置以及縫線自身上的足夠剛性和尖銳的末端。“自固位縫線”是指下述縫線，其包括位于縫合絲線上的用于接合組織的特征，從而無需結或縫線錨固體。“組織固位體”(或簡稱“固位體”)或“倒鉤”是指縫合絲線的下述物理特征，所述物理特征適于機械性地接合組織并且抵制縫線沿至少一個軸向方向的移動。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、齒、組織銜接體、牽引裝置、表面粗糙體、表面不規則體、表面缺陷、邊緣、小平面等等。在某些構型中，組織固位體通過被取向為基本上面向調配方向而適于接合組織以抵制縫線沿下述方向的移動，所述方向不同于醫生將縫線調配到組織內的方向。在一些實施例中，固位體在沿調配方向進行牽拉時為平展設置的并且在沿與調配方向相反的方向進行牽拉時打開或“扇出”。當每一個固位體的組織穿透端在調配期間背向調配方向以移動穿過組織時，組織固位體不應在此階段捕獲或抓取組織。一旦自固位縫線已得到調配時，沿另一個方向(通常基本上與調配方向相反)施加的力就使得固位體從調配位置(即，基本上沿縫線主體設置)移位、促使固位體末端以捕獲且穿透到周圍組織內的方式從縫線主體打開(或“扇出”)、并且導致組織被捕獲在固位體和縫線主體之間；從而將自固位縫線“錨固”或附接至適當位置。在某些其他實施例中，組織固位體可被構造為允許縫線沿一個方向移動并且抵制縫線沿另一個方向移動且不存在扇出或調配。在某些其他構型中，組織固位體可結合其他組織固位體進行構造或組合以抵制縫合絲線沿兩個方向的移動。通常，將具有這些固位體的縫線調配穿過諸如套管之類的裝置，從而避免固位體和組織間的接觸直至縫線處于所需位置。“固位體構型”是指組織固位體的構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。這些構型有時也稱為“倒鉤構型”。“雙向縫線”是指下述自固位縫線，所述自固位縫線在一端處具有沿一個方向取向的固位體并且在另一端處具有沿另一個方向取向的固位體。雙向縫線通過在縫合線的每一個末端處通常配備有縫合針。 多種雙向縫線具有設置在兩種倒鉤取向之間的過渡區段。“過渡區段”是指位于沿一個方向取向的第一組固位體(倒鉤)和沿另一個方向取向的第二組固位體(倒鉤)之間的雙向縫線的不含固位體(不含倒鉤)部分。過渡區段可位于約自固位縫線的中點附近或者較靠近自固位縫線的一端以形成非對稱自固位縫線系統。
“縫合線”是指縫線的細絲主體部件；縫合線可為單絲的或者包括多絲(如在編織縫線中)。縫合線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行進一步的處理，以用于增強縫線的強度、彈性、壽命或其他特性，或者用于配置縫線，以便除了將組織接合在一起、重新設置組織或將外來元件附接至組織之外，還實現附加功能。“單絲縫線”是指包括單絲縫合線的縫線。“編織縫線”是指包括多絲縫合線的縫線。這種縫合線中的絲線通常編織、擰繞或針織在一起。“降解性縫線”(也稱為“生物降解性縫線”或“吸收性縫線”)是指在引入到組織內之后被身體分解和吸收的縫線。通常，降解過程至少部分地由生物體系介導或者在生物體系內進行。“降解”是指聚合物鏈裂解成低聚物和單體的斷鏈過程。斷鏈過程可通過多種機制來進行，所述機制包括(例如)通過化學反應(如，水解、氧化/還原、酶機制或這些機制的組合)或者通過熱方法或光解方法。聚合物降解可(例如)利用凝膠滲透色譜法(GPC)來表征，所述凝膠滲透色譜法監測溶蝕和分解過程中的聚合物分子量變化。降解性縫線材料可包括諸如聚乙醇酸之類的聚合物，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己酮構成的三元共聚物(如，B10SYN [乙交酯(60%)、三亞甲基碳酸酯(26%)和二氧環己酮(14%)]、Covidien)，乙交酯、己內酯、三亞甲基碳酸酯和丙交酯的共聚物(如，CAPR0SYN 、Covidien)。溶解性縫線還可包括部分脫乙酰的聚乙烯醇。適用于降解性縫線的聚合物可為直鏈聚合物、支鏈聚合物或多軸聚合物。用于縫線中的多軸聚合物的實例在美國專利申請公開 N0.2002/0161168,N0.2004/0024169 和 N0.2004/0116620 中有所描述。由降解性縫線材料制成的縫線在該材料降解時會損耗拉伸強度。降解性縫線可呈編織多絲形式或單絲形式。“非降解性縫線”(也稱為“非吸收性縫線”)是指包含下述材料的縫線，所述材料為通過斷鏈方法(例如，化學反 應方法(如，水解、氧化/還原、酶機制或這些機制的組合)或者通過熱方法或光解方法不降解的材料。非降解性縫線材料包括聚酰胺(也稱為尼龍，例如尼龍6和尼龍6，6)、聚酯(如，聚對苯二甲酸乙二醇酯)、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、絲線和棉線。由非降解性縫線材料制成的縫線適用于其中縫線旨在永久性地保留或者旨在從身體物理地移除的應用。“縫線直徑”是指縫線主體的直徑。應當理解，本文所述的縫線可使用多種縫線長度，并且盡管術語“直徑”通常與圓形周邊相關，但在本文中應當理解為指示與具有任何形狀的周邊相關的橫截面尺寸。縫線定徑取決于直徑。縫線尺寸的美國藥典(“USP”)標示為較大范圍內的0至7和較小范圍內的1-0到11-0 ;在較小范圍內，-0之前的數值越大，則縫線直徑越小。縫線的實際直徑將取決于縫線材料，以使得(以舉例的方式)具有尺寸5-0并且由膠原構成的縫線將具有0.15mm的直徑，而具有相同USP尺寸標示但由合成吸收性材料或非吸收性材料制成的縫線將各自具有0.1mm的直徑。針對特定目的選擇的縫線尺寸取決于下述因素，例如待縫合組織的特性和美容問題的重要性；盡管較小的縫線可能更易于操縱穿過緊密外科部位并且與較小疤痕相關，但由給定材料制備的縫線的拉伸強度往往會隨尺寸減小而降低。應當理解，本文所公開的縫線和制備縫線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配到組織內的縫線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、旋壓和粘合劑之類的方法將縫合線附接至縫合針。縫線和外科用縫合針的附接操作在美國專利 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、以及美國專利申請公開 N0.US2004/0088003中有所描述。縫線與縫合針的附接點稱為旋壓點。“縫合針”是指用于將縫線調配到組織內的縫合針，所述縫合針采用多種不同的形狀、形式和組成。存在兩種主要類型的縫合針:有創縫合針和無創縫合針。有創縫合針具有溝槽或鉆孔末端(即，針孔或針眼)，獨立于縫合線來提供，并且進行現場接線。無創縫合針為無針眼的并且在工廠處通過旋壓或其他方法附接至縫線，借此將縫線材料插入到在縫合針鈍端處的溝槽內，隨后使所述溝槽變形至最終形狀以將縫線和縫合針保持在一起。這樣，無創縫合針在現場無需額外的時間來接線并且在縫合針附接位點處的縫線端通常小于縫合針主體。在有創縫合針中，線從縫合針孔兩側引出并且通常縫線在穿過組織時會將組織撕裂至某種程度。大多數現代縫線為旋壓的無創縫合針。無創縫合針可永久性地旋壓至縫線或者可被設計為利用迅速直接的拉拽除去縫線。這種“拽斷點”通常用于間斷縫線中，其中每一條縫線僅穿過一次并且隨后進行打結。對于不間斷的倒鉤縫線而言，這些無創縫合針為優選的。另外可根據縫合針的末端或尖端的幾何形狀來對縫合針分類。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 位于內側上的尖銳切割邊緣；(iii) “反向切割的”，從而切割邊緣位于外側上；(iv) “套管針點”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中；(V) “鈍”點，以用于縫合脆性組織；(Vi) “側面切割”或“刮刀點”，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一個側面的切割邊緣(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)復曲線形狀。縫合針在(例如)以下美國專利中有所描述: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)以下美國專利中有所描述: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型(包括(但不限于)彎曲的、直的、長的、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(包括(但不限于)鉆孔末端、卷曲的等等)來調配本文所述的縫線。此外，本文所述的縫線自身可包括足夠剛性和銳利的末端，以便完全免除用于調配縫合針的需求。“縫合針直徑”是指縫線調配縫合針在該針的最寬點處的直徑。盡管術語“直徑”通常與圓形周邊相關，但在本文中應當理解為指示與具有任何形狀的周邊相關的橫截面尺寸。
“配備的縫線”是指下述縫線，其中在至少一個縫線調配末端上具有縫合針。“縫線調配末端”是指有待調配到組織內的縫線的末端；縫線的一個或兩個末端均可為縫線調配末端。縫線調配末端可附接至調配裝置(例如縫合針)，或者可為足夠銳利和剛性的以靠自身來穿透組織。“傷口閉合術”是指用于閉合傷口的外科手術。損傷，尤其是其中皮膚或者另一個外部或內部表面被切割、撕裂、刺穿或者說是弄破的損傷，被稱為傷口。當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)時通常會產生傷口。傷口可由以下各項引起:諸如刺穿、跌倒或外科手術之類的動作；傳染病；或潛在醫學病癥。外科傷口閉合通過接合或緊密地拉近其中組織已撕裂、切割或者說是分離的這些傷口的邊緣而有利于生物學愈合情況。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目的兩者的作用。這些目的包括通過拉近皮下組織來消除死空間、通過細致的表皮對準使疤痕的形成最小化、以及通過皮膚邊緣的精確外翻來避免凹陷疤痕。 “組織抬升手術”是指將組織從較低高度重新設置到較高高度的外科手術(即，沿著與重力方向相反的方向移動組織)。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，組織體積的重力效應和損耗導致組織的向下遷移，并且脂肪會下降到表淺和深部面部筋膜之間的平面內，從而導致面部組織松垂。除褶整容手術被設計為提升這些松垂組織，并且是稱為組織抬升手術的醫療手術的較常見類型的一個實例。更一般地講，組織抬升手術反轉因下述效應引起的外觀變化:隨時間推移的老化和重力的效應、以及導致組織松垂的其他時間效應，例如遺傳效應。應當注意，組織也可在不進行抬升的情況下進行重新設置；在一些手術中，將組織向外側(遠離正中線)、向內側(朝向正中線)或向下側(較低的)進行重新設置以便恢復對稱性(即，重新設置，使得身體的左側和右側“匹配”)。“醫療裝置”或“植入物”是指為了恢復生理功能、減輕/緩和疾病相關癥狀和/或修復和/或替換損壞的或病態的器官和組織而設置在體內的任何物體。盡管醫療裝置和植入物通常由外源性的生物相容性合成材料(如，醫學級不銹鋼、鈦和其他金屬或聚合物，例如聚氨酯、硅、PLA、PLGA和其他材料)構成，但一些醫療裝置和植入物包括源自動物的材料(如，“異種移植物”，例如整個動物器官；動物組織，例如心瓣膜；天然存在的或化學改性的分子，例如膠原、透明質酸、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)。可結合本發明用于手術中的醫療裝置包括(但不限于)矯形外科植入物(人工關節、韌帶和腱；螺釘、螺絲板和其他可植入硬件)、牙植入物、血管內植入物(動脈和靜脈血管搭橋移植物、血液滲析進入移植物；兩者均為自體和合成的)、皮膚移植物(自體的、合成的)、導管、引流管、植入式組織填充劑、泵、分流管、密封劑、外科網(如，疝修復網、組織支架)、瘺治療物、脊柱植入物(如，人造椎間盤、脊柱融合裝置等)等等。激光切割式自固位縫線如上文所述，本發明提供了用于在縫合線上切割固位體的激光切割設備和方法。圖1A示出了激光切割式自固位縫線系統100。自固位縫線系統100包括附接至自固位縫合線102的縫合針110、112。自固位縫合線102包括分布在絲線120的表面上的多個固位體130。在絲線120的引入部分140中，不存在固位體130。在絲線120的部分142中，存在多個固位體130，所述固位體130被設置為使得可沿縫合針110的方向來調配縫線、但抵制沿縫合針112的方向的移動。在過渡部分144中，不存在固位體130。在部分146中，存在多個固位體130，所述固位體130被設置為使得可沿縫合針112的方向來調配縫線、但抵制沿縫合針110的方向的移動。在絲線120的引入部分148中，不存在固位體130。在部分140、142、144、146和148中的每一個中示出了中斷，以指示每一個部分的長度可根據旨在使用縫線的應用進行改變和選擇。例如，如果需要，過渡部分144可非對稱地設置為更靠近縫合針110或縫合針112。自固位縫線系統100由兩個臂構成。每一個臂可視為自固位縫線系統100的一部分。第一臂包括自固位縫合線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/較致密組織的相對小的固位體。第二臂包括自固位縫合線102的部分146和148以及縫合針112。盡管圖1A的自固位縫線系統100具有兩個臂，但在可供選擇的實施例中，自固位縫線系統具有單臂縫線；雙臂縫線；三臂縫線；多臂縫線；其中縫線的兩個或更多個部分具有不同特征的雜功能縫線；在每一個末端上具有不同類型(或尺寸)的縫合針的雙臂縫線；可用于不同層/深度和類型的組織的單臂或雙臂縫線；其中絲線部分具有不同直徑以用于不同層/深度和類型的組織的單臂或雙臂縫線。固位體130為通過利用下述激光器切割和/或燒蝕絲線的部分而形成在絲線120的表面上的激光切割式固位體。在一些實施例中，固位體130彼此相同。在可供選擇的實施例中，固位體130在自固位縫合線102的不同部分中和/或各個部分內具有不同的形狀、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系統的優點在于，其適于利用將在下文所述的單個切割裝置在縫合線上產生多種固位體構型。圖1B示出了部分14 2中的自固位縫合線102的放大視圖。如圖1B所示，多個固位體130分布在絲線120的表面上。自固位縫線在調配到組織內之后的附接需要固位體末端132穿透到周圍組織內，從而導致組織被捕獲在固位體130和縫合絲線120的主體之間。接觸被捕獲在固位體130和縫合絲線120的主體之間的組織的固位體130的內表面134在本文中稱為“組織接合表面”或“內固位體表面”。如圖1B所示，每一個固位體130具有尖端132和組織固位體表面134。當自固位縫合線102沿箭頭136的方向移動時，固位體130緊靠絲線120的主體平展地設置。然而，當自固位縫合線102沿箭頭138的方向移動時，固位體130的尖端132接合圍繞絲線120的組織并且導致固位體130從絲線120扇出且利用組織接合表面134來接合組織，從而阻止縫線沿該方向的移動。圖1C示出了部分144中的自固位縫合線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可稱為自固位縫線系統100的過渡部分。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行調配。在許多手術中，希望定位過渡區域以便在縫線調配開始時適當地設置過渡區域。因此，在一些實施例中，部分144中的絲線120設置有可識別特征。例如，如圖1A和IC所示，自固位縫線系統100的部分144設置有形式為可見條帶150的可識別標記物。條帶150表示絲線120的下述部分，所述部分具有不同于絲線120的其他部分的可見特征，從而可被醫生識別出，以便識別和定位自固位縫線系統100的過渡部分144。在可供選擇的實施例中，將標記物設置在絲線的其他部分和/或縫合針上以便識別與所標記部分相關的自固位縫線系統的特征。另外，標記物差異可包括不同形狀、不同顏色、不同數字和不同的字母，僅以標記物的這些類型為例。圖1D示出了部分146中的自固位縫合線102的放大視圖。如圖1D所示，多個固位體130分布在絲線120的表面上。如圖1D所示，每一個固位體130具有尖端132和組織固位體表面134。當自固位縫合線102沿箭頭138的方向移動時，固位體130緊靠絲線120的主體平展地設置。然而，當自固位縫合線102沿箭頭136的方向移動時，尖端132或固位體130接合圍繞絲線120的組織并且導致固位體130從絲線120扇出且利用表面134來接合組織，從而阻止縫線沿該方向的移動。因此，在部分146中，固位體130沿著與部分142中的固位體130相反的方向進行取向。圖1E示出了自固位縫線系統160的可供選擇的實施例。自固位縫線系統160包括圖1A的自固位縫線系統100的縫合針110以及部分140、142和144。然而，自固位縫線系統160為單臂系統。如圖1E所示，絲線120端接組織錨固體114e中的后續部分146。組織錨固體114e為用于接合組織并且阻止絲線120沿縫合針110的方向移動穿過組織的裝置。在一些實施例中，組織錨固體114e與絲線120 —體地形成或者單獨地形成并且隨后附接至絲線120。如圖1E所示，組織錨固體114e具有大約垂直于絲線120的軸線延伸的棒形主體170e。棒形主體170e為足夠長的和足夠剛性的，以在組織錨固體114e已接合組織之后阻止絲線120沿縫合針110的方向的移動。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被構造為推壓到組織內以便將絲線120錨固至該組織并且阻止絲線120沿縫合針110的方向的移動。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170g。在此實施例中，套環170g是通過如下方式形成的:向后折疊絲線120的末端172g并且將末端172g通過焊接、熔合和/或粘合劑固定至絲線120。套環170g因而由絲線1 20的材料形成。套環170g具有小孔174g，縫合針110可穿過所述小孔174g以便產生套索，所述套索可用于接合組織并且阻止絲線120沿縫合針110的方向的移動。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120穿過錨固體114h中的小孔并且通過卷曲部174h進行固定。肘釘形主體170h具有兩個尖端172h，所述兩個尖端172h可朝向彼此變形以接合組織并且阻止絲線120沿縫合針110的方向的移動。用于產生自固位縫線的激光加工系統在本發明的實施例中，提供并且使用激光加工系統來產生縫合線表面上的固位體和/或提供縫合線上的可見標記物。激光加工系統使用聚焦相干光束來從縫合線選擇性地切割和/或燒蝕材料以在縫合線上產生具有所需構型的固位體。切割/燒蝕過程為非接觸式過程。合適的激光加工系統具有非常高的空間禁閉和控制并且對縫合線具有非常低的熱沉積以便避免在固位體形成期間對縫合線產生損害。通常，激光加工系統用于將激光束施加至縫合線內的一定體積的材料。激光能量被材料吸收，從而所述材料被汽化和移除。在一些實施例中，縫合線具有促進激光能量的吸收的組分。提供選定功率、波長和脈沖寬度的激光以汽化選定體積的縫線材料且不會損害剩余的縫合線。激光的波長通常在UV到可見光到紅外光的范圍內。本文所用的光并不限于可見光譜。選擇理想的波長或波長譜以實現最佳的切割/燒蝕特性。引起燒蝕/切割所需的照射可在一個連續照射或多個脈沖中完成。多個激光脈沖的照射允許每一個激光脈沖的能量耗散并且因此相比于相同總時間長度的一個連續脈沖在縫合線中導致較低的溫升。控制激光束的功率和/或脈沖寬度以切割/燒蝕所需材料同時遞送至周圍材料的總能量不足以不利地影響縫合線的整體材料特性。例如，在一個優選的實施例中，使用飛秒激光器，所述飛秒激光器針對極短持續時間的激光脈沖提供高功率。另外控制波長、功率、焦距和/或脈沖寬度以實現激光到縫合線內的所需穿透。可使用多種不同的激光器和控制系統以將激光導向縫線的所需位置，以產生固位體。在一些實施例中，使用受控光束系統以實現所需的切割/燒蝕。在受控光束系統中，將脈沖激光導向縫合線上的移動點。使用安裝在計算機控制型檢流計上的反射鏡來將激光束導向縫合線的目標體積。在可供選擇的實施例中，使用掩模或其他光學件產生成形激光束，所述成形激光束具有合適的形狀以用于實現所需的切割/燒蝕。在可供選擇的實施例中，使用步進式模式產生激光標記。通過調節激光器的啟閉來定向和燒蝕/切割縫線材料的體積。然后移動縫線和/或激光以將新目標體積與激光對準，并且通過調節激光器的啟閉來燒蝕/切割新目標。繼續進行該過程以步進式地導向光束或步進式地移動縫合線，直至實現所需的固位體構型。圖2A為適用于制備自固位縫線的激光加工系統的示意圖。如圖2A所示，激光加工系統200包括五個子系統。激光加工系統200的五個子系統為激光子系統210、光學子系統220、成像子系統230、傳送子系統240和控制子系統250。激光子系統210將激光功率以激光束202形式提供至激光加工系統200。激光子系統210受控制子系統250的控制。激光子系統210包括激光器212、激光衰減器214和激光勻化器216。激光器212產生激光束202。激光衰減器214調節激光束202，從而允許其按照需要在控制子系統250的控制下穿過和受阻。激光勻化器216改進激 光束202以在整個激光束202上產生均一功率密度。在一個優選的實施例中，激光子系統210為飛秒激光系統。飛秒激光系統提供適用于從縫合線切割/燒蝕材料的激光能量的超短脈沖，其具有高精確度且不會對周圍縫合線造成損害。通過使用飛秒激光脈沖，經由材料的光學吸收以及隨后的雪崩電離來將激光能量沉積到材料的小體積內。在下述時標下來沉積激光能量，所述時標遠遠短于用于材料中的熱傳輸的時標。因此，激光束靶向的材料從固相轉變成汽相和等離子體形成物，此過程為幾乎瞬時完成的并且不會對周圍材料產生顯著的熱傳遞。飛秒激光脈沖因此降低對縫合線的熱損害。飛秒激光為有利的，因為其可實現:完全自動化系統中的高分辨率和可重復性；用于縫合線的切割/燒蝕的高縱橫比且具有燒蝕材料的低再沉積率；切割/燒蝕區域附近的縫合線的非常局部化的效應和極小損害；以及寬泛的材料和直徑范圍(包括，例如USP12-0至7)上的縫合線材料的有效切割。例如，飛秒激光系統可切割/燒蝕縫線材料，其中切割表面具有亞微米分辨率和納米級表面粗糙度。可調節飛秒激光器的參數以實現所需分辨率、縱橫比并且降低伴行損害，包括通過選擇:適當的波長或波長組合；光束(高斯、頂環、旋轉三棱鏡，從而得到環形圈)的能量分布；光束能量和脈沖寬度；以及光學系統的焦距和焦深。在一些情況下對這些參數進行修改以用于不同的縫合線材料和直徑以及固位體構型。激光束202從激光子系統210穿行至光學子系統220。光學子系統220包括用于將激光束202導向和/或聚焦至所需靶的一個或多個反射鏡222和透鏡。具體地講，光學子系統220包括物鏡224，激光束202從物鏡224離開光學子系統220射向所需靶。光學子系統220還包括一個或多個致動器226、228，所述致動器226、228受計算機子系統250控制以用于調節反射鏡222和透鏡224的位置。成像子系統230允許觀察縫合線204和監測其上的激光加工結果。成像子系統230包括在一些實施例中為相機的成像裝置232。成像系統還包括用于照射縫合線120的照射裝置234。成像子系統230還可包括用于將光導向縫合線202和從縫合線202導向光的一個或多個反射鏡和透鏡。成像子系統230將縫合線204的圖像提供至控制子系統250。在一個優選的實施例中，成像子系統230設置為與光學子系統220成一直線，如圖所示。也就是說，照射裝置234將照射光遞送至縫合線204并且成像裝置232通過光學子系統220來接收縫合線204的圖像。控制子系統250可使用縫合線204的圖像來確認激光子系統210和光學子系統220的操作是否正確并且根據需要作出構型調整。有利的是，控制子系統250可使用得自成·像子系統230的圖像數據來監測和調整光學系統的焦深，以允許激光束的適當聚焦和靶向。在可供選擇的實施例中，可使用離線成像系統。縫合線204的圖像也可用于固位體形成物的質量控制，在一些實施例中包括用于確認固位體的100%的正確產生率。傳送子系統240操作以支承縫合線204并且相對于激光束202來移動縫合線204。激光子系統210、成像子系統230、光學子系統220和傳送子系統240均牢固地安裝至工作臺206以避免系統的相對移動/振動，其中由傳送子系統240控制的相對移動/振動除外。傳送子系統240包括用于固定縫合線204的每一個末端的卡盤242。卡盤242優選由致動器243來驅動，所述致動器243驅動縫合線204圍繞縫合線204的縱向軸線旋轉。卡盤242安裝至XY定位臺244、246上。XY定位臺244、246優選由致動器245、247來驅動，所述致動器245、247控制縫合線204相對于激光束202的位置。XY定位臺244、246優選與縫合線204的縱向軸線對準，使得一個臺控制縫合線沿其縱向軸向相對于激光束202的移動并且另一個臺控制縫合線204垂直于縱向軸線的移動(橫穿激光束204)。致動器243、245、247優選受控制子系統250的控制。在一些實施例中，傳送子系統240包括如下縫線線軸和機構(未示出)，所述縫線線軸和機構用于自動地饋送有待保持在卡盤242之間的縫合線的長度，且無需縫合線的重新穿線。傳送子系統240還包括用于將縫合線204固定到激光束202附近的穩定裝置248。穩定裝置248降低切割區域附近的縫合線204的移動以便提高激光加工操作的精確性。在優選的實施例中，穩定裝置248為空氣軸承,所述空氣軸承提供空氣流以穩定縫合線204且無需機械性地接觸縫合線204。空氣流還起到冷卻縫合線204和除去來自切割區域的煙塵和粒子的作用。控制子系統250為通用機器控制系統，所述通用機器控制系統具有用于控制致動器的輸出和用于接收得自機器傳感器的數據的輸入。控制子系統250包括用于程序和數據儲存的存儲器。程序和數據儲存包括用于激光子系統210、光學子系統220、成像子系統230和傳送子系統240的操作的參數和/或有關激光加工系統200的操作的經記錄的診斷和性能數據。可將數據儲存在控制子系統250或者與局域網或WAN相關的其他數據儲存器中。可將數據以單一格式或多種格式來保存。可將數據儲存在單一類型的介質上或多種類型的介質上，如，硬盤、RAM、閃速存儲器、軟盤、Web存儲系統等。控制子系統250包括可為計算機處理器、CPU的一個或多個處理器252，并且通常包括專門設計用于控制激光加工系統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存儲器、邏輯和定時電路、狀態機電路和I/O電路。控制系統包括和/或具有程序和/或數據的入口，所述程序和/或數據定義將形成于絲線上的固位體的分布和將形成于絲線上的固位體的形狀以及固位體的預期形狀的公差。控制子系統250的設計細節對于本發明并非至關重要的。相反，可使用任何合適的控制子系統250來執行本文所述的功能。用于控制機器工具的基于計算機/微處理器的控制系統的使用在本領域中為熟知的。在一個實施例中，由激光子系統210和光學子系統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，當遠離光束260的中心262處的峰移動時，高斯光束260的功率密度迅速下降。可利用光學子系統來聚焦激光束以改變峰值功率密度區域的直徑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。可通過使用兩個旋轉三棱鏡(循環旋轉的棱鏡)和透鏡的旋轉三棱鏡系統來實現替代性激光束形狀/功率分布。第一旋轉三棱鏡產生環，透鏡將該環聚焦至薄的(5微米)寬度，并且第二旋轉三棱鏡準直該環。改變旋轉三棱鏡之間的距離提供了下述能力，即控制0微米至300微米的環直徑，同時保持焦點。旋轉三棱鏡系統可用于將錐體以一定角度加工到縫線材料內。在激光加工過程中使用多種直徑的錐束以從絲線中移除材料。通過調整錐束直徑和錐束相對固位體/絲線的角度，可加工出利用標準激光束或機械切割方法將不可能獲得的多種固位體構型。例如，在一些實施例中，由旋轉三棱鏡對產生的錐束設定為0直徑，所述直徑在激光的焦點平移到縫線內時逐漸地變大，從而移除3D錐形的縫線材料(以相對于有待形成的固位體的復合角)。無論環直徑如何，利用錐束直徑來協調激光功率，以保持環中的恒定能量密度 。圖2D示出了從旋轉三棱鏡系統入射到平表面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。功率密度在遠離中心272移動時增加直至其達到環274中的峰值。功率密度隨后在從環274向外移動時迅速下降。可通過改變旋轉三棱鏡之間的距離來控制環274的直徑D。可使用旋轉三棱鏡之間的透鏡聚焦該環來控制該環的厚度T。圖2E示出了得自旋轉三棱鏡系統的激光束(例如圖2D的激光束270)的功率密度分布的圖示，其中旋轉三棱鏡大致產生具有環形圈形式的輪廓的能量分布。圖3A示出了用于將縫合線204穩定在激光束202附近(參見圖2A)的穩定裝置248的實施例的剖面圖。穩定裝置248降低切割區域附近的縫合線204的移動以便提高激光加工操作的精確性(參見圖2A)。如圖3A所示，穩定裝置248的優選實施例為空氣軸承300，所述空氣軸承300提供空氣流以穩定縫合線304且無需機械性地接觸縫合線304。圖3A示出了可包括在圖2A的穩定裝置248內的空氣軸承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直徑且無需承受物理接觸風險的內徑。內徑可為縫線直徑的1.5,2.0,2.5或3.0倍，然而隨著內徑的增加，在流體膜軸承中產生較高的松散趨勢。因此，優選的是使內徑低于縫線直徑兩倍、且更優選低于縫線直徑1.5倍。在優選的實施例中，針對不同尺寸的縫合線使用不同的噴嘴。入口噴嘴310和出口噴嘴320可通過下述方式來制備:將玻璃管拉延至用于特定縫合線的適當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并且使用尺寸適于縫線的空氣涂刷方法。
如圖3A所示，出口噴嘴320安裝在歧管330的腔體332內。0形環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周圍。入口噴嘴310與頂端312設置在出口噴嘴320的管腔內，如圖所示。入口噴嘴310和出口噴嘴320為同軸設置的。通過入口頂蓋350將入口噴嘴310對準并且固定在適當位置。0形環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。通過多個緊固件358將入口頂蓋350、歧管330和出口頂蓋354固定在一起。可通過入口 352引入縫合線304。縫合線304穿過入口噴嘴310并且隨后通過出口噴嘴320穿出出口噴嘴320的頂端322，如圖所示。將加壓空氣通過引入口 334引入并傳送到歧管330的腔體332內。加壓空氣傳送到出口噴嘴320內并且從圍繞縫合線304的頂端322壓出。(一些空氣也通過入口噴嘴310漏出)。縫合線304周圍的快速流動空氣充當空氣軸承，以穩定頂端322附近的縫合線304的位置且不接觸縫合線304。圖3B示出了僅出口噴嘴320和縫合線304的透視圖。如圖3B所示，加壓空氣進入出口噴嘴320的內腔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內的空氣流將縫合線穩定在頂端322的中央內并且因此縫合線不接觸出口噴嘴320的壁。此外，高速空氣流在其離開頂端322時環繞縫合線304。頂端被設計為在頂端附近的區域中的氣流內產生空氣層流。在此層流區域中，高速空氣流穩定由(如)切割過程引起的縫合線阻尼運動和振動。通過較慢流動的空氣將壓力施加到高速氣流的外面，以將縫合線304強制到氣流的中央，如通過箭頭364所示。因此，通過出口噴嘴320的頂端322附近的區域370中的空氣軸承來穩定縫合線304。空氣軸承300被設置為使得穩定區域370位于激光的切割區域中。穿過縫合線304的空氣流還起到移除得自激光切割過程的顆粒和煙塵并且還冷卻激光切割過程中的縫合線304的作用。縫合線從出口噴嘴320的頂端332穿出以用于在穩定區域中切割固位體。切割之后，將固位體移動遠離出口噴嘴320。優選的是，固位體不應移到出口噴嘴內，因為高速空氣可損壞固位體，并且固位體可在高速空氣中引起湍流，從而使得穩定區域370中的縫合線失穩。對于在不存在空氣軸承(參見圖3A-3B)的情況下切割USP 2-0藍色聚丙烯縫線材料而言，據發現下述飛秒激光器參數為有效的=IOx物鏡0.26N.A.透鏡；26mW的平均激光功率；775nm的激光波長；雙重頻率和具有鈦蘭寶石連續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。通過將縫線穿透到絲線的主體內并且隨后向外移至邊緣來實現最佳切割結果。對于切割USP 4-0藍色丙烯縫線材料而言，據發現下述飛秒激光器參數為有效的: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，需要僅1.16秒就可產生每一個固位體。添加空氣軸承允許在USP 2-0、4-0和6-0藍色聚丙烯縫線材料上更有效地產生固位體，原因在于(如)絲線的穩定和絲線在切割期間的冷卻。然而，據發現使用UV波長將更有效地切割藍色聚丙烯縫線材料，因為其更有效地汽化縫線材料且加熱周圍材料的熱量較低。在一個優選的實施例中，使用UV和IR波長的組合來燒蝕材料，其中能量中的約70%或更多以UV波長提供。圖4A為用于操作圖2A的激光加工系統200的方法400的流程圖。在第一步驟402中，將縫合線安裝到傳送系統的卡盤上。在安裝步驟期間不應將縫合線拉伸至所需張力。每一條縫合線的張力應為相同的。在步驟404中，控制系統操作傳送子系統以將縫合線標引和旋轉至正確位置以用于形成第一固位體。將固位體的分布/位置存儲在固位體分布圖案數據或程序文件中。在步驟406中，控制子系統針對縫合線上的標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生的固位體的最終取向、形狀和尺寸。然后根據選定的固位體生成圖案來操作激光加工系統以在標引位置處形成固位體。在步驟408中，操作傳送系統以將縫合線的目標體積與激光對準。在步驟410中，操作激光子系統以燒蝕/切割目標體積中 的材料。步驟410還可包括利用成像子系統來確認燒蝕/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，則該過程返回到步驟408，以根據固位體生成圖案操作傳送系統，以將新目標體積與激光對準。在步驟412中，如果激光生成圖案已完成，則該過程繼續前進到步驟414。在步驟414中，操作成像子系統以對完成的固位體成像并且將數據圖像提供至控制子系統。控制子系統使用圖像數據來確認固位體是否位于由固位體生成圖案定義的公差內。如果固位體不能得到確認，則控制系統可進行下述操作中的一個或多個:操作傳送子系統和激光子系統以校正缺陷；使特定縫合線失效；相對于縫合線標記出異常以用于進一步的檢測；為操作人員設定提示；和/或關閉激光加工系統的操作。如果在步驟414中確認固位體在公差內，則該過程繼續前進到步驟416。在步驟416中，如果仍將產生其他固位體，則該過程返回到步驟404，以用于將縫合線標引到需產生固位體的下一個位置。在步驟416中，如果已完成全部固位體，則該過程前進至步驟418。在步驟418中，完成縫合線并且從卡盤卸載縫合線。圖4B-4D還示出了根據圖4A的方法形成固位體的過程中的步驟。如圖4B所示，通過傳送子系統來縱向地(430)、橫向地(432)和軸向地(434)移動縫合線424，以將激光束426與縫合線424的目標體積對準。然后操作激光子系統以從縫合線424燒蝕材料，從而產生腔體或狹槽428。應當注意，腔體428相比激光束426具有較大的直徑。在一個實施例中，3 ii m直徑的激光束產生大約7 u m直徑的腔體。如圖4C所示，將縫合線424逐步縱向430和橫向432地移動至一系列位置，以將新目標體積與激光束對準，以產生穿過縫合線424的一系列腔體。目標體積取決于縫線生成圖案。應當注意，可優選在切割固位體的頂端之前進行內部切割，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。應當注意，頂端442并未升高到縫合線424的表面之上。在一些情況下可執行后切割處理以將頂端升高到縫合線424的表面之上。在其他實施例中，固位體440被設計為有效的，且未將固位體頂端442升高到縫合線424的原始表面之上。重復相同的步驟以用于縫合線424上的其余固位體。應當注意，可利用不同的固位體生成圖案在縫線上的不同位置處產生固位體的不同構型和取向，且無需不同的切割頭或重裝載縫合線。利用激光加工系統來產生固位體的優勢在于下述能力，即在難以和/或不可能利用具有刀片的機械切割制備的構型中形成固位體。在USP 2-0藍色聚丙烯縫合線上切割固位體。移除固位體并且檢查自固位縫線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)應具有類似的平坦度和均勻度特征。圖5示出了加工到縫合線920內的經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的曲線圖。激光加工系統經顯示以高精確度和可重復性制備出具有高平坦度和均勻度的激光切割表面，以產生自固位縫線。圖7不出了可利用激光加工系統產生的一系列固位體分布和圖案。圖7不出了可利用本發明的激光加工系統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型并且/或者不同的激光切割式固位體構型可存在于自固位縫線的不同點處。另外應當注意，本發明的激光加工系統能夠沿著單條縫合線產生非均一的固位體分布以有利于特定的自固位縫線應用。首先參見圖7，其示出了自固位縫線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702。如圖7所示，絲線具有0.25mm的直徑，所述絲線為4-0縫線。自固位縫線700包括圍繞和沿著絲線702設置成螺旋形圖案的多個激光切割式固位體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-在軸向上測量的-參見箭頭718。在一個實施例中，自固位縫線具有長度為至少70mm倒鉤部分712和位于倒鉤部分712任一側的100_的無倒鉤引線710、714。倒鉤部分712可具有沿一個取向或沿不同取向的固位體704。應當注意， 由于激光加工系統為非接觸式的，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進行設計，所述需要為在機械切割期間在不損害已切割固位體的情況下來支承縫線。因此，例如，在一些實施例中，間距可小于固位體的長度。應當注意，由于激光加工系統為非接觸式的，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進行設計，所述需要為在機械切割期間在不損害已切割固位體的情況下來支承縫線。因此，例如，在一些實施例中，間距可小于固位體的長度。具有激光切割式固位體的自固位縫線的實例圖8A-8B為利用圖2A的激光切割系統產生的激光切割式固位體的實例的圖像。制備如下自固位縫線以測試根據圖2A的激光加工系統的能力，所述自固位縫線包括其上具有多個激光切割式固位體的縫合線。在每一種情況下，縫合線為藍色丙烯絲線。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820的圖像。激光切割式固位體822具有直切構型并且以雙螺旋分布形式進行分布。在切割出固位體822之后，將縫線820在155°C下熱處理五分鐘同時承受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800的圖像。激光切割式固位體802具有直切構型。圖SC示出了其上具有激光切割式固位體862的聚丙烯縫線860的圖像。激光切割式固位體862具有直切構型并且以雙螺旋分布形式進行分布。在切割出固位體862之后，將縫線860在155°C下熱處理五分鐘以升高固位體862。然后在顯微鏡下測量縫線860的所得參數L1-L5。縫線直徑LI為101.811111;切割長度12為99.511111;切割深度13為34.5 iim ;固位體的頂端在絲線表面上方的高度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870的圖像。激光切割式固位體872具有直切構型并且以雙螺旋分布形式進行分布。在切割出固位體872之后，將縫線870在155°C下熱處理五分鐘以升高固位體872。然后在顯微鏡下測量縫線870的所得參數L1-L4和ANl。縫線直徑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880的圖像。激光切割式固位體882具有直切構型并且以雙螺旋分布形式進行分布。在切割出固位體882之后，將縫線880在155°C下熱處理五分鐘以升高固位體882。然后在顯微鏡下測量縫線880的所得參數L1-L6。縫線直徑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890的圖像。激光切割式固位體892具有直切構型并且以雙螺旋分布形式進行分布。在切割出固位體892之后，將縫線890在155°C下熱處理 五分鐘以升高固位體892。然后在顯微鏡下測量縫線890的所得參數L1-L6和ANl。縫線直徑L5為96.5 ii m ;固位體基部的寬度L6為83.4 y m ;切割長度LI為107.9um ;切割深度L2為37.0 ii m ;固位體的頂端在絲線表面上方的高度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可通過任何合適的方法來產生本文所述的縫合線，所述方法包括(但不限于)注模、沖壓、切割、激光、擠出等等。本文所述的縫合線可使用常規用于制備縫線的任何材料，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，可制備或購買聚合物型縫合線/絲線以用于縫線主體，并且隨后可在縫線主體上切割固位體。切割期間，激光束或縫合線中的任一者可相對于另一者移動或者兩者均可移動，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的優點在于其為可操作性的，以在多種縫線材料上形成固位體。合適的縫線材料包括:降解性縫線材料、非降解性縫線材料、天然縫線材料、重組縫線材料和金屬縫線材料。降解性縫線材料(也稱為“生物降解性縫線”或“吸收性縫線”)為在引入到組織內之后被身體分解和吸收的那些材料。通常，降解過程至少部分地由生物體系介導或者在生物體系內進行。“降解”是指聚合物鏈裂解成低聚物或單體的斷鏈過程。斷鏈過程可通過多種機制來進行，所述機制包括(例如)通過化學反應(如，水解、氧化/還原、酶機制或這些機制的組合)或者通過熱方法或光解方法。在一些實施例中，例如，利用凝膠滲透色譜法(GPC)來表征聚合物降解，所述凝膠滲透色譜法監測溶蝕和分解過程中的聚合物分子量變化。非降解性縫線材料(也稱為“非吸收性縫線”)為通過斷鏈方法(例如，化學反應方法(如，水解、氧化/還原、酶機制或這些機制的組合)或者通過熱方法或光解方法不降解的那些材料。降解性縫線材料包括諸如聚乙醇酸之類的聚合物，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，泰科醫療集團(Tyco Healthcare Group)的MAX0NTM)，由乙交酯、三亞甲基碳酸酯和二氧環己酮構成的三元共聚物(如，泰科醫療集團(Tyco Healthcare Group)的B10SYNTM[乙交酷(60%)、三亞甲基碳酸酷(26%)和二氧環己酮(14%)]),乙交酯、己內酯、三亞甲基碳酸酯和丙交酯的共聚物(如，泰科醫療集團(TycoHealthcare Group)的CAPR0SYNTM)。溶解性縫線還可包括部分脫乙酰的聚乙烯醇。適用于降解性縫線的聚合物可為直鏈聚合物、支鏈聚合物或多軸聚合物。用于縫線中的多軸聚合物的實例在美國專利申請公開 N0.2002/0161168,N0.2004/0024169 和 N0.2004/0116620中有所描述。由降解性縫線材料制成的縫線在該材料降解時會損耗拉伸強度。降解性縫線可呈編織多絲形式或單絲形式。非降解性縫線材料包括(例如)聚酰胺(也稱為尼龍，例如尼龍6和尼龍6，6)、聚酯(如，聚對苯二甲酸乙二醇酯)、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、絲線和棉線。由非降解性縫線材料制成的縫線適用于下述應用，其中縫線旨在永久性地保留在體內或者旨在將其在已完成其預期目的之后從身體物理地移除。臨床應用除了普通傷口閉合和軟組織修復應用之外，自固位縫線還可用于多種其他適應 癥。本文所述的自固位縫線可用于各種牙科手術(S卩，口腔和上頜面外科手術)中并且因而可稱為“自固位牙科縫線”。上述手術包括(但不限于)口腔外科手術(如，埋伏牙或壞牙)、提供骨擴增的外科手術、修復牙面畸形的外科手術、創傷(如，面部骨折和外傷)后的修復、牙源性和非牙源性腫瘤的外科治療、成形外科手術、唇裂或腭裂的修復、先天性顱面畸形、以及美容外科手術。自固位牙科縫線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。本文所述的自固位縫線也可用于組織復位外科手術中并且因而可稱為“自固位組織復位縫線”。這種外科手術包括(但不限于)面部除皺手術、頸部除皺手術、前額拉皮手術、大腿拉皮手術和乳房拉皮手術。用于組織復位手術中的自固位縫線可根據被復位的組織而改變；例如，具有較大和較遠間隔距離的固位體的縫線可適用于相對柔軟的組織，例如脂肪組織。本文所述的自固位縫線也可用于在外科顯微鏡下進行的顯微外科手術中(并且因而可稱為“自固位顯微縫線”)。這種外科手術包括(但不限于)周圍神經的重新附接和修復、脊柱顯微外科手術、手部顯微外科手術、各種塑性顯微外科手術(如，面部整形)、男性或女性生殖系統的顯微外科手術、以及各種類型的整形顯微外科手術。當其他選擇(例如，原發性閉合、二期愈合、皮膚移植、就近瓣轉移和遠距離瓣轉移)不能勝任時，將顯微外科整形術用于復雜的整形外科手術問題。自固位顯微縫線具有非常小的口徑，通常小至USP 9-0、USP 10-0、USP 11-0或USP 12-0，并且可具有相應尺寸的附接縫合針。顯微縫線可為降解性的或非降解性的。本文所述的自固位縫線可用于類似小口徑范圍的眼外科手術中并且因而可稱為“眼科自固位縫線”。這種手術包括(但不限于)角膜移植術、白內障手術、以及玻璃體視網膜顯微外科手術。眼科自固位縫可為降解性的或非降解性的，并且具有相應小口徑的附接縫合針。另外，本文所公開的自固位縫線可用于多種獸醫用途，以用于解決動物健康中的多種外科和外傷目的。因此，如本文更完整所述，在一些實施例中，本發明包括如在下述標號段落中標識的激光切割系統、部件和方法:一種用于制備自固位縫線的方法，包括:(a)標識所述縫合線上的組織固位體位置；(b)將激光束導向所述縫合線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)重復步驟(a)、(b)和(C)，以在所述縫合線上產生多個組織固位體。根據段落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所述組織接合表面來接合組織。根據段落115所述的方法，其中步驟(b)包括將激光束導向所述縫合線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。根據段落115所述的方法，其中步驟(b)包括將飛秒激光束導向所述縫合線上的所述組織固位體位置。根據段落115所述的方法，其中步驟(b)包括將包括紅外線波長的飛秒激光束導向所述縫合線上的所述組織固位體位置。根據段落115所述的方法，其中步驟(b)包括將包括紫外線波長的飛秒激光束導向所述縫合線上的所述組織固位體位置。根據段落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，以使所述多個固位體中的每一個的頂端升高到所述縫合線的表面上方。根據段落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，以使所述多個固位體中的每一個的頂端升高到所述縫合線的表面上方。根據段落115所述的方法，還包括:(e)在完成步驟(d)之后，對所述縫合線施加張力，以使所述多個固位體中的每一個的頂端升高到所述縫合線的表面上方。
根據段落115所述的方法，還包括:(e)在完成步驟(d)之后，對所述縫合線施加熱和張力，以使所述多個固位體中的每一個的頂端升高到所述縫合線的表面上方。根據段落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，以使所述多個固位體中的每一個的頂端升高到所述縫合線的表面上方；以及(f)韌化所述縫合線，以使所述多個固位體中的每一個的頂端保持為升高到所述縫合線的表面上方。一種適于在縫合線上制備組織固位體的激光加工系統，其中所述激光加工系統包括:激光子系統，所述激光子系統適于提供激光束；光學系統，所述光學系統適于接收所述激光束并且產生導向所述縫合線的特定體積的聚焦激光束；傳送子系統，所述傳送子系統適于相對于所述激光束來移動所述縫合線；成像子系統，所述成像子系統適于使所述縫合線成像并且產生圖像數據；和控制子系統，所述控制子系統適于接收得自所述激光子系統和傳送子系統的所述圖像數據，以在所述縫合線上的選定位置處產生選定構型的組織固位體。根據段落126所述的激光加工系統，其中:所述激光子系統包括飛秒激光器。根據段落126所述的激光加工系統，其中:所述激光子系統包括UV激光器。根據段落126所述的激光加工系統，其中:所述激光子系統包括IR激光器。根據段落126所述的激光加工系統，其中:所述激光子系統適于提供包括IR波長和UV波長的激光束。根據段落126所述的激光加工系統，其中:所述控制子系統響應所述圖像數據為所述光學子系統提供焦點控制信號；并且所述光學子系統適于響應所述焦點控制信號來改變所述激光束的焦深。根據段落126所述的激光加工系統，其中所述控制系統適于分析所述圖像數據并且確認所述組織固位體是否位于所述選定構型的設計公差內。根據段落126所述的激光加工系統，還包括穩定裝置，所述穩定裝置適于將所述縫合線穩定在所述選定位置附近。根據段落126所述的激光加工系統，還包括穩定裝置，所述穩定裝置適于在不與所述縫合線機械接觸的情況下將所述縫合線穩定在所述選定位置附近。根據段落126所述的激光加工系統，還包括流體軸承，所述流體軸承適于將所述縫合線穩定在所述選定位置附近。根據段落126所述的激光加工系統，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 的高速層流流體。根據段落126所述的激光加工系統，其中:
所述光學子系統包括一個或多個旋轉三棱鏡。根據段落126所述的激光加工系統，其中:所述激光束具有高斯功率密度分布。根據段落126所述的激光加工系統，其中:所述激光束具有可選擇的環直徑的環形功率密度分布。一種用于將縫合線非接觸地穩定在所述縫合線的區域中的穩定裝置，其中所述穩定裝置包括: 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的區域中產生沿著所述縫合線且圍繞所述縫合線的層流流體。根據段落140所述的穩定裝置，其中:所述流體出口為噴嘴形的。根據段落140所述的穩定裝置，其中:所述縫合線穿過所述流體出口。根據段落140所述的穩定裝置，其中所述穩定裝置包括: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；縫線入口，所述縫線入口連接至所述流體歧管；并且其中所述穩定裝置被構造為使得縫合線可通過入口進入所述流體歧管并且通過所述流體出口離開所述流體歧管，且不接觸所述入口和所述流體出口。根據段落140所述的穩定裝置，與加工系統結合使用，所述加工系統適于將激光束導向所述縫合線，以在所述縫合線的區域中產生組織固位體。根據段落140所述的穩定裝置，與激光加工系統結合使用，所述激光加工系統包括:激光子系統，所述激光子系統適于提供激光束；光學系統，所述光學系統適于接收所述激光束并且產生導向所述縫合線的特定體積的聚焦激光束；傳送子系統，所述傳送子系統適于相對于所述激光束來移動所述縫合線；成像子系統，所述成像子系統適于使所述縫合線成像并且產生圖像數據；和控制子系統，所述控制子系統適于控制所述激光子系統和傳送子系統，以在所述縫合線的區域中產生組織固位體。一種用于產生自固位縫線的方法，包括:(a)將所述縫合線的選定區域設置在層流流體中，所述層流流體適于穩定所述縫合線的選定區域的位置；(b)將激光束導向所述縫合線的選定區域內的選定體積的縫線材料；(C)從所述縫合線的選定區域內移除所述選定體積的縫線材料，以產生組織固位體；(d)針對所述縫合線的多個選定區域重復步驟(a)、(b)和(C)，以產生多個組織固位體。
根據段落146所述的方法，還包括:(e)將所述縫合線的選定標記區域設置在所述層流流體中并且將電磁輻射導向所述選定標記區域內的所述縫合線，其中所述電磁輻射適于在不燒蝕縫線材料的情況下來改變所述縫合線的選定標記區域的視覺特征。一種適于在縫合線上制備組織固位體的激光加工系統，其中所述激光加工系統包括:激光子系統，所述激光子系統適于提供激光束；光學系統，所述光學系統適于接收所述激光束并且產生導向所述縫合線的特定體積的聚焦激光束；傳送子系統，所述傳送子系統適于相對于所述聚焦激光束來移動所述縫合線；標記子系統，所述標記子系統適于在不燒蝕縫線材料的情況下來改變所述縫合線的選定標記區域的視覺特征；和控制子系統，所述控制子系統適于控制所述激光子系統、標記子系統和傳送子系統，以在所述縫合線上的選定位置處產生選定構型的組織固位體并且在所述縫合線上的不同選定位置處產生所述縫合線上的可見標記物。一種用于制備自固位縫線的方法，包括:(a)標識所述縫合線上的組織固位體位置；(b)提供激光束；(b)將激光束導向 所述縫合線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上的所述組織固位體位置移除一定體積的縫線材料，以產生具有頂端的組織固位體；(d)重復步驟(a)、(b)和(C)，以在所述縫合線上產生多個組織固位體；以及(e)在步驟⑷之后處理所述自固位縫線，以升高所述多個組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線突出。根據段落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，以保持所述多個組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線突出。根據段落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，以升高所述多個組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線突出。根據段落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，以升高所述多個組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線突出。根據段落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，以升高所述多個組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線突出。一種用于制備自固位縫線的方法，包括:(a)提供具有表面的縫合線；(b)在所述線的所述表面上標識第一體積的縫線材料；(C)從所述第一體積的縫線材料內標識第二體積的縫線材料；(d)將激光束導向所述縫合線，以燒蝕所述第一體積的縫線材料內的所述縫線材料中的全部，但所述第二體積的縫線材料除外，由此所述第二體積的縫線材料形成從所述縫合線的激光切割表面突出的組織固位體；以及(e)重復步驟(b)、(C)和(d)，以產生從所述縫合線突出的多個組織固位體。根據段落154所述的方法，其中步驟(C)包括從所述第一體積的縫線材料內標識第二體積的縫線材料，所述第二體積為小于所述第一體積的50%。根據段落154所述的方法，其中步驟(C)包括從所述第一體積的縫線材料內標識第二體積的縫線材料，所述第二體積為小于所述第一體積的25%。根據段落154所述的方法，其中:步驟(C)包括從所述體積的縫線材料內標識錐形子體積的縫線材料，其中所述子體積的縫線材料；并且步驟(d)包括將激光束導向所述縫合線，以燒蝕所述選定體積的縫線材料內的所述縫線材料中的全部，但所述錐形子體積的縫線材料除外，由此所述錐形子體積的縫線材料形成從所述縫合線的激光切割表面突出的組織固位體。根據段落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。

根據段落154所 述的方法，其中:步驟(a)包括提供具有表面和多個縱脊非圓形橫截面的縫合線；并且步驟(b)包括在所述縱脊中的一個內的所述線的表面上標識第一體積的縫線材料。根據段落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，所述縫合線具有多個縱向頂點；并且步驟(b)包括在具有所述縱向頂點中的一個的所述線的表面上標識第一體積的縫線材料。盡管已參照本發明的僅一些示例性實施例來示出和描述本發明，但本領域的技術人員應當理解，這并非旨在將本發明限于所公開的特定實施例。可在本質上不脫離本發明的新穎教導內容和優點的前提下，對本發明所公開的實施例作出各種修改、省略和添加，尤其是按照上述教導內容。因此，本發明旨在涵蓋可包括在由下述權利要求書限定的本發明的精神和范圍內的所有此類修改形式、省略形式、添加形式和等同形式。
權利要求
1.一種用于制備自固位縫線的方法，包括: (a)提供具有表面的縫合線； (b)在所述線的所述表面上標識第一體積的縫線材料； (c)從所述第一體積的縫線材料內標識第二體積的縫線材料； (d)將激光束導向所述縫合線，以燒蝕所述第一體積的縫線材料內的所述縫線材料中的全部，但所述第二體積的縫線材料除外，由此所述第二體積的縫線材料形成從所述縫合線的激光切割表面突出的組織固位體；以及 (e)重復步驟(b)、(C)和(d)，以產生從所述縫合線突出的多個組織固位體。
2.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(C)包括從所述第一體積的縫線材料內標識第二體積的縫線材料，所述第二體積為小于所述第一體積的50%。
3.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(c)包括從所述第一體積的縫線材料內標識第二體積的縫線材料，所述第二體積為小于所述第一體積的25%。
4.根據權利要求1所述的方法，其中: 步驟(c)包括從所述體積的縫線材料內標識錐形子體積的縫線材料，其中所述子體積的縫線材料；并且 步驟(d)包括將激光束導向所述縫合線，以燒蝕所述選定體積的縫線材料內的所述縫線材料中的全部，但所述錐形子體積的縫線材料除外，由此所述錐形子體積的縫線材料形成從所述縫合線的激光切割表面突出的組織固位體。
5.根據權利要求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。
6.根據權利要求1所述的方法，其中: 步驟(a)包括提供具有表面和多個縱脊非圓形橫截面的縫合線；并且 步驟(b)包括在所述縱脊中的一個內的所述線的表面上標識第一體積的縫線材料。
7.根據權利要求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，所述縫合線具有多個縱向頂點；并且 步驟(b)包括在具有所述縱向頂點中的一個的所述線的表面上標識第一體積的縫線材料。
8.一種用于制備自固位縫線的方法，包括: (a)標識所述縫合線上的組織固位體位置； (b)將激光束導向所述縫合線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)重復步驟(a)、(b)和(C)，以在所述縫合線上產生多個組織固位體。
9.根據權利要求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所述組織接合表面來接合組織。
10.根據權利要求8所述的方法，其中步驟(b)包括將激光束導向所述縫合線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.根據權利要求8所述的方法，其中步驟(b)包括將飛秒激光束導向所述縫合線上的所述組織固位體位置。
12.根據權利要求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，以使所述多個固位體中的每一個的頂端升高到所述縫合線的表面上方。
13.根據權利要求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，以使所述多個固位體中的每一個的頂端升高到所述縫合線的表面上方；以及 (f)韌化所述縫合線，以使所述多個固位體中的每一個的頂端保持為升高到所述縫合線的表面上方。
14.一種適于在縫合線上制備組織固位體的激光加工系統，其中所述激光加工系統包括: 激光子系統，所述激光子系統適于提供激光束； 光學系統，所述光學系統適于接收所述激光束并且產生導向所述縫合線的特定體積的聚焦激光束； 傳送子系統，所述傳送子系統適于相對于所述激光束來移動所述縫合線； 成像子系統，所述成像子系統適于使所述縫合線成像并且產生圖像數據；和控制子系統，所述控制子系統適于接收得自所述激光子系統和傳送子系統的所述圖像數據，以在所述縫合線上的選定位置處產生選定構型的組織固位體。
15.根據權利要求14所述的激光加工系統，其中: 所述激光子系統包括飛秒激光器。
16.根據權利要求14所述的激光加工系統，其中: 所述控制子系統響應所述圖像數據為所述光學子系統提供焦點控制信號；并且 所述光學子系統適于響應所述焦點控制信號來改變所述激光束的焦深。
17.根據權利要求14所述的激光加工系統，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的高速層流流體。
18.根據權利要求14所述的激光加工系統，其中: 所述光學子系統包括一個或多個旋轉三棱鏡。
19.根據權利要求14所述的激光加工系統，其中: 所述激光束具有可選擇的環直徑的環形功率密度分布。
20.一種用于將縫合線非接觸地穩定在所述縫合線的區域中的穩定裝置，其中所述穩定裝置包括: 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的區域中產生沿著所述縫合線且圍繞所述縫合線的層流流體。
21.根據權利要求20所述 的穩定裝置，其中所述穩定裝置包括: 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； 縫線入口，所述縫線入口連接至所述流體歧管；并且 其中所述穩定 裝置被構造為使得縫合線可通過入口進入所述流體歧管并且通過所述流體出口離開所述流體歧管，且不接觸所述入口和所述流體出口。
22.一種用于產生自固位縫線的方法，包括: (a)將所述縫合線的選定區域設置在層流流體中，所述層流流體適于穩定所述縫合線的選定區域的位置； (b)將激光束導向所述縫合線的選定區域內的選定體積的縫線材料； (C)從所述縫合線的選定區域內移除所述選定體積的縫線材料，以產生組織固位體； (d)針對所述縫合線的多個選定區域重復步驟(a)、(b)和(C)，以產生多個組織固位體。
23.根據權利要求22所述的方法，還包括: (e)將所述縫合線的選定標記區域設置在所述層流流體中并且將電磁輻射導向所述選定標記區域內的所述縫合線，其中所述電磁輻射適于在不燒蝕縫線材料的情況下來改變所述縫合線的選定標記區域的視覺特征。
24.一種用于制備自固位縫線的方法，包括: (a)標識所述縫合線上的組織固位體位置； (b)提供激光束； (b)將激光束導向所述縫合線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上的所述組織固位體位置移除一定體積的縫線材料，以產生具有頂端的組織固位體； (d)重復步驟(a)、(b)和(C)，以在所述縫合線上產生多個組織固位體；以及 (e)在步驟(d)之后處理所述自固位縫線，以升高所述多個組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線突出。
25.根據權利要求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，以保持所述多個組織固位體的頂端，以使得所述頂端從所述縫合線突出。
全文摘要
本發明公開了用于在縫合線上形成固位體的激光加工系統和方法。所述激光系統優選為飛秒激光系統，所述飛秒激光系統能夠在所述縫合線上產生亞微米特征同時仍能保持所述縫合線的強度。所述激光加工系統允許產生下述構型的固位體和自固位縫線系統，所述構型是難以和/或不可能利用常規機械切割技術實現的。
文檔編號A61B17/04GK103096816SQ201180033164
公開日2013年5月8日 申請日期2011年5月4日 優先權日2010年5月4日
發明者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 申請人:伊西康有限責任公司