Saavutuste ametlik avaldamine

Robotkirurgiliste instrumentide põhikomponentide täiustatud tootjana tutvustame ametlikult meie mitmest materjalist komposiittangide lõualuude süsteemitehnoloogiat. Ühe lõuakoostu raames oleme saavutanud ülikõrge kõvadusega tööpindade (nt 440C / tsementeeritud karbiid), suure tugevusega ja sitkete konstruktsiooniliste substraatide (nt 17-4PH) ja eriotstarbeliste pinnakatete (nt plaatina-pallaadiumi väärismetallid) täpse mikrotasandi ühendamise ja integreeritud montaaži. See mitte ainult ei anna lõualuudele silmapaistvaid mehaanilisi omadusikõva välisilme ja sitke sisemus, kuid realiseerib ka ülimad eesmärgid, milleks on kudede täpne haaramine, usaldusväärne hemostaas ja minimaalne trauma läbi materjali omaduste optimeeritud kombinatsiooni, tõstes robotkirurgiliste instrumentide lõpliku teostamise võime täiesti uuele tasemele.

Teadus- ja arendustegevuse taust ja peamised valupunktid

Robot-kirurgilised tangid toimivad robotkäte "sõrmeotstena", mille jõudlus määrab otseselt kirurgilise täpsuse ja ohutuse. Tavapärased ühest materjalist lõualuud seisavad silmitsi kokkusobimatute kompromissidega: terava lõikamise ja vastupidavuse tagamiseks on vajalik ülikõrge kõvadus (üle HRC 60), kuid kõrge kõvadusega materjalid kipuvad olema haprad ja võivad õrna tükeldamise või ootamatu külgkoormuse ajal puruneda; Painde- ja väändekindluse tagamiseks on vaja ülitugevaid materjale, mis omakorda seab ohtu teravuse ja kulumiskindluse. Lisaks peavad elektroodide materjalid bipolaarse koagulatsiooni funktsioonide jaoks tagama üheaegselt suurepärase elektrijuhtivuse, kaareerosioonikindluse ja biosobivuse. Standardne 316 roostevaba teras või titaanisulam ei suuda kõiki nõudeid korraga optimaalselt rahuldada. Kliiniline praktika nõuab intelligentset komposiitlõualahendust, mis ühendab mitme materjali eelised.

Peamised tehnoloogilised uuendused

Meie põhiline uuendus seisneb sellessüstemaatiline materjalidisain ja mikrokoostetehnoloogia:

• Funktsionaalne tsoneerimine ja materjali kaardistamineJagame iga lõua mitmeks funktsionaalseks tsooniks: lõikeserva tsoon, põhijõudu kandev struktuuritsoon, elektrokoagulatsioonielektroodi tsoon ja pöörlev hingetsoon, sobitades iga tsooni kõige sobivama materjaliga. Näiteks pulbermetallurgiaga tsementeeritud karbiid või 440C kõrge süsinikusisaldusega martensiitne roostevaba teras on spetsiaalsete kõvade servade kuumtöötluse ja kulumiskindluse saavutamiseks kasutusele võetud. Sademega karastatud 17-4PH roostevaba terast kasutatakse peamistes konstruktsioonipiirkondades, et saavutada ülikõrge tugevus ja hea sitkus vananemistöötluse abil. Stabiilse ja ühtlase voolujuhtivuse ning adhesioonivastase toime tagamiseks võib elektroodide aladele kanda plaatina-iriidiumi sulamit või spetsiaalseid katteid.
• Täppis-mikroliitmistehnoloogiaErinevate materjalide usaldusväärne liimimine on suurim väljakutse. Kasutame tipptasemel mikroliitmistehnikaid: vaakumjoodisjootmist või lasermikrokeevitust metallidevaheliseks liimimiseks. Täpselt reguleerides soojuse sisendit ja kasutades spetsiaalseid kõvajoodisega täiteaineid, saavutatakse alusmaterjalide omale lähedane sidetugevus minimaalsete kuumusest mõjutatud tsoonidega, säilitades materjalile omased omadused. Täppiskatte või füüsilise aurustamise-sadestamise (PVD) tehnoloogiaid kasutatakse isolatsiooni või eriotstarbeliste piirkondade jaoks, et valmistada funktsionaalseid katteid määratud piirkondades.
• Alammikronitasemega kokkupanek ja kalibreerimineKahe lõuapoole paaritus paigaldamine on kriitiline. Me ei kontrolli mitte ainult üheosalist täpsust (±0,01 mm), vaid ka paaritustäpsust. Ülipuhtas keskkonnas tehakse käsitsi sidumine ja algne kliirensi kalibreerimine suure suurendusega mikroskoopide ja mikrojõuandurite abil. See tagab ühtlase, järjepideva joonekontakti või mikrovahega kontakti otsast juureni, kui lõualuud sulgevad - füüsilise aluse õrnaks haaramiseks (nt õhukese koemembraani tõstmiseks) ilma aluskudesid kahjustamata.

• Toimemehhanismid

Põhiline tööpõhimõte onrollide jagamine ja sünergiline tulemuslikkuse tõstmine.Tsementeeritud karbiidist või kõrgkõvadest terasest lõikeservad toimivad nagu "teemanthambad", moodustades esmase kudedega kokkupuute liidese, et pakkuda teravat ja kauakestvat lõikejõudu ja kulumiskindlust, tagades täpse haarde isegi pärast sadu avamis-sulgemise tsükleid. Kõrge tugevuse ja sitkusega roboti põhistruktuurid toimivad "kõrge jõudlusega jõududena ja massiivsetest skelettidest, täppistest vooludest" ülekandmiseks. lõualuu ots ilma kadude või deformatsioonideta, taludes samal ajal keerulisi kirurgilisi koormusi, et vältida plastilist deformatsiooni või väsimusmurde. Optimeeritud elektroodide materjalid ja katted toimivad "intelligentse nahana". Koagulatsioonirežiimis tagavad need kontsentreeritud ühtlase voolu läbimise kudedega kokkupuutuvate pindade kaudu, et tekitada tõhusad ja kontrollitavad koagulatsiooniefektid, kuid samal ajal peavad nad vastu adhesioonile ja korrosioonile, et vältida kudede rebenemist. Erinevate materjalide täiuslik mikroskaala integreerimine muudab lõualuu biooniliseks funktsionaalseks koostumaks, mille üldine jõudlus ületab kaugelt iga üksiku materjali oma.

Tõhususe kontrollimine

Mehaanilised testid näitavad, et meie komposiitlõikeservad saavutavad simuleeritud kudede lõikamisel rohkem kui kolm korda pikema kasutusea kui ühest materjalist valmistatud konstruktsioonid (nt kõik-17-4PH lõuad). Paindetugevuse testid näitavad, et komposiitkonstruktsiooniga lõuad nõuavad suuremat pöördemomenti, et saavutada sama otsa nihe, mis näitab paremat konstruktsiooni jäikust. Elektrokoagulatsiooni jõudluskatsetes vähendavad spetsiaalsete elektroodmaterjalidega lõuad kudede adhesioonikiirust rohkem kui 70% võrreldes tavaliste roostevabast terasest elektroodidega, tekitades pärast süsteemset koagulatsiooni märkimisväärselt ühtlast sharniaalset koagulatsiooni. mitte-sihtkudede (nt neurovaskulaarsete kimpude) vigastus meie liitlõugade abil peene dissektsiooni käigus, kusjuures kirurgid annavad selgema ja paremini kontrollitava puutetundliku tagasiside.

Teadus- ja arendustegevuse strateegia ja filosoofia

Usume kindlalt:Tipptasemel instrumentide jõudlus tuleneb materjalide füüsiliste piiride sügavast mõistmisest ja loomingulisest kombineerimisest.Meie teadus- ja arendusstrateegia murrab tavapärase "üks komponent, üks materjal" mõtteviisi ja hõlmab süstemaatilist materjalitehnoloogiat. Kujundame lõuad miniatuursete masinatena, valides iga alamkomponendi jaoks optimaalse materjali ja integreerides need sujuvalt tipptasemel mikrotootmistehnoloogiate abil. Me ei soovi mitte kulukaid materjale, vaid materjalide kombinatsioonide äärmist jõudlust ja töökindlust konkreetsete funktsioonide jaoks.

Tuleviku väljavaade

Edaspidi uurime uusimate materjalide integreerimise lahendusi. Uurimissuunad hõlmavad gradiendi kõvaduse ja mooduliga 3D-prinditud metallkomposiitmaterjalide väljatöötamist, et saavutada sujuv kõvaduse üleminek servast põhikorpusesse; "intelligentsete nahkade" kujundamine koos integreeritud miniatuursete painduvate andurimassiividega lõualuu pindadel, et saada reaalajas tagasisidet haardejõu, koe temperatuuri ja elektrilise impedantsi kohta; ja biolagunevate ajutiste lõualuuotsikute uurimine spetsiifiliste endoskoopiliste protseduuride jaoks, mis ei nõua seadme eemaldamist. Meie eesmärk on arendada robot-kirurgiliste tangide lõualuud passiivsetest hukkamisterminalidest intelligentseteks kirurgilisteks mikrosüsteemideks, millel on tuvastus-, diagnostika- ja isegi kohalikud ravivõimalused.