Oficiālā sasniegumu publikācija

Kā progresīvs robotizēto ķirurģisko instrumentu galveno komponentu ražotājs mēs oficiāli atklājam sistēmu inženieriju, kas ir mūsu vairāku materiālu kompozītmateriālu knaibles. Ar vienu žokļu komplektu mēs esam panākuši precīzu mikrolīmeņa savienošanu un īpaši augstas cietības darba virsmu (piemēram, 440C / cementēts karbīds), augstas stiprības un stingrības strukturālo substrātu (piemēram, 17-4PH) un īpašu funkciju virsmas pārklājumu (piemēram, platīna-palādija dārgmetālu) montāžu. Tas ne tikai piešķir žokļiem izcilas mehāniskās īpašībascieta ārpuse un stingrs interjers, bet arī īsteno galvenos mērķus, proti, precīzu audu satveršanu, uzticamu hemostāzi un minimālu traumu, izmantojot optimizētu materiālu īpašību kombināciju, paceļot robotizēto ķirurģisko instrumentu galīgās izpildes iespējas līdz pilnīgi jaunam līmenim.

R&D fons un galvenie sāpju punkti

Robotu ķirurģisko knaibles žokļi darbojas kā robotu roku "pirkstu gali", kuru veiktspēja tieši nosaka ķirurģisko precizitāti un drošību. Parastās viena materiāla spīles saskaras ar nesavienojamiem kompromisiem: asai griešanai un izturībai ir nepieciešama īpaši augsta cietība (virs HRC 60), tomēr augstas cietības materiāli mēdz būt trausli un pakļauti šķembām smalkas sadalīšanas vai negaidītas sānu slodzes laikā; Augstas izturības materiāli ir nepieciešami, lai garantētu lieces un vērpes uzticamību, kas savukārt apdraud asumu un nodilumizturību. Turklāt, lai nodrošinātu bipolārās koagulācijas funkcijas, elektrodu materiāliem vienlaikus jānodrošina lieliska elektrovadītspēja, izturība pret loka eroziju un biosaderība. Standarta 316 nerūsējošais tērauds vai titāna sakausējums nevar optimāli apmierināt visas prasības uzreiz. Klīniskajai praksei ir vajadzīgs inteliģents kompozītmateriālu risinājums, kas apvieno vairāku materiālu priekšrocības.

Galvenās tehnoloģiskās inovācijas

Mūsu galvenā inovācija slēpjassistemātiska materiālu projektēšana un mikromontāžas tehnoloģija:

• Funkcionālais zonējums un materiālu kartēšanaMēs sadalām katru žokli vairākās funkcionālajās zonās: griešanas malas zonā, galvenās spēku nesošās konstrukcijas zonā, elektrokoagulācijas elektrodu zonā un rotējošās eņģes zonā, katrai zonai pieskaņojot vispiemērotāko materiālu. Piemēram, pulvermetalurģijas cementēts karbīds vai 440C augstas oglekļa martensīta nerūsējošais tērauds tiek izmantots īpaši cietu malu termiskai apstrādei un nodilumizturībai. Ar nokrišņiem rūdīts 17-4PH nerūsējošais tērauds tiek izmantots galvenajām konstrukciju zonām, lai ar novecošanas apstrādi sasniegtu īpaši augstu izturību un labu stingrību. Platīna-irīdija sakausējumu vai īpašus pārklājumus var uzklāt uz elektrodu zonām, lai nodrošinātu stabilu un vienmērīgu strāvas vadīšanu, kā arī anti-adhēzijas veiktspēju.
• Precīzijas mikrosavienojuma tehnoloģijaAtšķirīgu materiālu uzticama savienošana ir lielākais izaicinājums. Mēs izmantojam visprogresīvākās mikrosavienošanas metodes: vakuumlodēšanu vai lāzera mikrometināšanu metāla savienošanai ar metālu. Precīzi kontrolējot siltuma ievadi un izmantojot īpašus cietlodēšanas pildvielas, savienojuma stiprība, kas tuvojas pamatmateriālu stiprībai, tiek sasniegta ar minimālām siltuma ietekmētajām zonām, saglabājot materiāla raksturīgās īpašības. Precīzijas inkrustācijas vai fiziskās tvaiku pārklāšanas (PVD) tehnoloģijas tiek izmantotas izolācijai vai īpašas funkcijas zonām, lai izgatavotu funkcionālus pārklājumus norādītajos apgabalos.
• Submikronu līmeņa montāža un kalibrēšanaDivu žokļu pušu savienošanas uzstādīšana ir kritiska. Mēs kontrolējam ne tikai vienas daļas precizitāti (±0,01 mm), bet arī savienojuma precizitāti. Īpaši tīrā vidē manuāla savienošana pārī un sākotnējā klīrensa kalibrēšana tiek veikta, izmantojot liela palielinājuma mikroskopus un mikrospēka sensorus. Tas nodrošina vienmērīgu, konsekventu līnijas kontaktu vai mikroatstarpes kontaktu no gala līdz saknei, kad žokļi aizver - fizisko pamatu smalkai satveršanai (piemēram, plānas audu membrānas pacelšanai), nesabojājot apakšējos audus.

• Darbības mehānismi

Galvenais darbības princips irlomu sadale un sinerģiska darbības uzlabošana.Cementēta karbīda vai augstas cietības tērauda griešanas šķautnes darbojas kā "dimanta zobi", veidojot primāro audu saskares saskarni, lai nodrošinātu asu, ilgstošu griešanas jaudu un nodilumizturību, nodrošinot precīzu satvērienu pat pēc simtiem atvēršanas un aizvēršanas ciklu. Augstas izturības un stingrības galvenās struktūras kalpo kā "augstas veiktspējas spēku un masīvu skeletu, torņu pārnese" žokļa gals bez zuduma vai deformācijas, vienlaikus izturot sarežģītas ķirurģiskas slodzes, lai novērstu plastisko deformāciju vai noguruma lūzumu.Optimizēti elektrodu materiāli un pārklājumi darbojas kā "inteliģenta āda". Koagulācijas režīmā tie nodrošina koncentrētu, vienmērīgu strāvas plūsmu caur audu saskares virsmām, lai radītu efektīvus un vadāmus koagulācijas efektus, vienlaikus izturot adhēziju un koroziju, lai izvairītos no audu plīsumiem. Lieliska dažādu materiālu integrācija mikromērogā pārvērš žokli par bionisku funkcionālu komplektu, kura kopējā veiktspēja ievērojami pārsniedz jebkura atsevišķa materiāla veiktspēju.

Efektivitātes pārbaude

Mehāniskie testi liecina, ka mūsu kompozītmateriālu griešanas šķautnes nodrošina vairāk nekā trīs reizes ilgāku kalpošanas laiku nekā viena materiāla konstrukcijas (piemēram, visas-17-4PH spīles) imitētā audu griešanā. Lieces stiprības testi atklāj, ka kompozītmateriālu konstrukcijas spīlēm ir nepieciešams lielāks griezes moments, lai sasniegtu tādu pašu galu nobīdi, kas liecina par izcilu strukturālo stingrību. Elektrokoagulācijas veiktspējas testos spīles ar specializētiem elektrodu materiāliem samazina audu adhēzijas ātrumu par vairāk nekā 70 %, salīdzinot ar standarta nerūsējošā tērauda elektrodiem, radot viendabīgus sarukšanas momentus pēc Sistēmas koagulācijas, kas ir ievērojami samazināta. nemērķa audu (piem., neirovaskulāru saišķu) ievainojumi smalkas sadalīšanas laikā, izmantojot mūsu saliktos žokļus, ķirurgiem ziņojot par skaidrāku un labāk kontrolējamu taustes atgriezenisko saiti.

Pētniecības un attīstības stratēģija un filozofija

Mēs stingri ticam:Augstākā līmeņa instrumentu veiktspēja izriet no dziļas izpratnes un materiālu fizisko robežu radošas kombinācijas.Mūsu pētniecības un attīstības stratēģija pārkāpj tradicionālo domāšanas veidu "viens komponents, viens materiāls" un ietver sistemātisku materiālu inženieriju. Mēs projektējam žokļus kā miniatūras mašīnas, izvēloties optimālo materiālu katrai apakškomponentei un nemanāmi integrējot tos, izmantojot vismodernākās mikroražošanas tehnoloģijas. Mēs cenšamies nevis dārgus materiālus, bet gan materiālu kombināciju ārkārtēju veiktspēju un uzticamību noteiktām funkcijām.

Nākotnes perspektīva

Turpinot darbu, mēs izpētīsim jaunākos materiālu integrācijas risinājumus. Pētniecības virzieni ietver 3D drukātu metāla kompozītmateriālu izstrādi ar gradienta cietību un moduli, lai panāktu vienmērīgu cietības pāreju no malas uz galveno korpusu; "inteliģentu apvalku" projektēšana ar integrētiem miniatūriem elastīgiem sensoru blokiem uz žokļu virsmām reāllaika atgriezeniskajai saitei par satveršanas spēku, audu temperatūru un elektrisko pretestību; un bioloģiski noārdāmu pagaidu žokļu uzgaļu izpēte konkrētām endoskopiskām procedūrām, kurām nav nepieciešama ierīces noņemšana. Mūsu mērķis ir pārveidot robotizētās ķirurģiskās knaibles no pasīvās izpildes termināļiem par inteliģentām ķirurģiskām mikrosistēmām ar sensoru, diagnostikas un pat lokālām terapeitiskām iespējām.