Oficiālā sasniegumu publikācija

Mēs veicam padziļinātu virsmas integritātes sistēmu inženierijas analīzi, kas ir galvenais pēcapstrādes posms robotizēto ķirurģisko knaibles. Izmantojot kombinēto precīzās elektropulēšanas un daudzpakāpju ultraskaņas tīrīšanas procesu, mēs ne tikai nodrošinām spoguļveida gludu apdari knaibles žokļiem, bet arī pārveidojam to virsmas ķīmisko stāvokli, fizikālo morfoloģiju un enerģētiskās īpašības mikromērogā. Tas nodrošina īpaši zemus berzes koeficientus, izcilu izturību pret koroziju un adhēziju, kā arī implantu bioloģisko tīrību instrumentiem, ieliekot izturīgu virsmas pamatu ilgstošai, atkārtotai sterilizācijai un klīniskai lietošanai.

R&D fons un galvenie sāpju punkti

Ķirurģisko instrumentu virsma, jo īpaši atkārtoti lietojamo robotizēto knaibles, ir ļoti svarīga to ilgtermiņa uzticamībai, drošībai un veiktspējas stabilitātei. Mehāniski apstrādātām virsmām ir mikrouzlīmes, instrumentu pēdas, režģu deformācijas virsmas slāņa materiālos un iegulti piesārņotāji. Šie defekti rada četrus galvenos riskus: pirmkārt, palielināta audu berze, nevienmērīga darbība un lielāks audu traumu risks; otrkārt, baktēriju bioplēvju un olbaltumvielu atlieku perēkļi, kurus ir grūti pilnībā iztīrīt un dezinficēt, tādējādi palielinot savstarpējas inficēšanās risku; treškārt, strāvas koncentrācija un pārkaršana uz raupjām virsmām elektrokoagulācijas laikā, pastiprinot audu adhēziju un elektrodu nodilumu; ceturtkārt, uzņēmība pret korozijas ierosināšanu bojātajās zonās skarbā atkārtotā augstspiediena tvaika sterilizācijā. Parastā mehāniskā pulēšana var maskēt defektus, ieviešot jaunus piesārņotājus. Tāpēc ir nepieciešams process, kas būtiski uzlabo virsmas integritāti un nodrošina patieso tīrību.

Galvenās tehnoloģiskās inovācijas

Mūsu virsmas apstrāde ir precīzi regulēts fizikāli ķīmiskais process:

Precīza elektropulēšanaTā vietā, lai veiktu vienkāršu galvanizāciju, tas ietver kontrolētu elektroķīmisku šķīdināšanu. Knaibles žokļi ir iegremdēti īpaši izveidotā elektrolītā kā anodi. Precīzi regulētā sprieguma, strāvas, temperatūras un ilguma apstākļos metāla virsmu mikroizcēlumi uzrāda lielāku strāvas blīvumu un ātrāku šķīšanas ātrumu, savukārt ieplakas izšķīst lēnāk. Šis pīķa selektīvās šķīdināšanas efekts vienmērīgi noņem vairākus mikrometrus virsmas materiāla, novēršot apstrādes pēdas un mikroizspiedumus, lai iegūtu virsmas ar izcilu atomu līmeņa līdzenumu. Vēl svarīgāk ir tas, ka šis process veido vienmērīgu, ar hromu bagātu pasīvā oksīda slāni uz nerūsējošā tērauda virsmām - blīvu un stabilu serdes barjeru pret koroziju. Titāna sakausējumam tiek izveidots titāna dioksīda slānis ar lielisku bioloģisko saderību.

Daudzpakāpju ultraskaņas tīrīšanaPēc elektropulēšanas tiek veikta vairākkārtēja ultraskaņas tīrīšana, izmantojot dažādus risinājumus. Darbplūsma sākas ar sārmainu mazgāšanas līdzekli, lai noņemtu taukus, kam seko dejonizēta ūdens skalošana un, visbeidzot, pēc vajadzības tiek veikta augstas tīrības pakāpes spirta apstrāde vai žāvēšana vakuumā. Ultraskaņas tīrīšanas galvenais mehānisms ir kavitācija: augstas frekvences skaņas viļņi šķidrumā ģenerē neskaitāmus mikroskopiskus vakuuma burbuļus, kas momentāni eksplodē, radot spēcīgus lokālus triecienus. Tie iekļūst vissīkākajās spraugās, eņģu iekšpusē un knaibles žokļu zobu spraugās, lai rūpīgi noņemtu elektrolīta atlikumus, metāla daļiņas un organiskās vielas. Šis fiziskais tīrīšanas process nerada bojājumus pamatmateriāliem.

Virsmas enerģijas modifikācijaIzmantojot procesa kontroli, mēs regulējam gala virsmu hidrofilitāti vai hidrofobitāti. Piemēram, specifiska pēcapstrāde rada superhidrofilas vai vidēji hidrofobas virsmas, regulējot intraoperatīvo audu šķidrumu izplatīšanos un atlieku uzvedību uz instrumentiem, lai vēl vairāk samazinātu audu adhēziju.

Darbības mehānismi

Šī procesa pamatmehānisms ir trīs virsmas atribūtu optimizēšana: ģeometriskā morfoloģija, ķīmiskais stāvoklis un virsmas enerģija. Elektropulēšana vispirms optimizē ģeometrisko morfoloģiju, pārveidojot raupjas, daudzsmailes virsmas gludās, bez defektiem, krasi samazinot reālo saskares laukumu un mehāniskās bloķēšanas efektus saskares ar audiem laikā, tādējādi samazinot berzes un audu traumu tendenci. Tikmēr tā optimizē ķīmisko stāvokli, radot ļoti ķīmiski inertas pasīvās plēves, kas pretojas ķermeņa šķidrumu un dezinfekcijas līdzekļu erozijai. Ultraskaņas tīrīšana nodrošina absolūtu virsmas tīrību, noņemot svešķermeņus, kas var izraisīt bioloģiskas reakcijas. Iegūtā zemā (vai kontrolējamā) virsmas enerģija novērš nespecifisku stingru biomakromolekulu, piemēram, proteīnu un baktēriju, saķeri. Trīs elementu sinerģija rada gludu, inertu un tīru bioloģisko saskarni, ļaujot instrumentiem uzrādīt zemu bioloģisko reaktivitāti cilvēka ķermenī, vieglu tīrīšanu un sterilizāciju, kā arī ilgstoši stabilu darbību.

Efektivitātes pārbaude

Virsmas profilometra testi liecina, ka virsmas raupjuma Ra vērtības pēc elektropulēšanas samazinās no virs 0,4 μm līdz zem 0,1 μm. Elektroķīmiskie testi (piem., potenciodinamiskā polarizācija) apstiprina pozitīvu paškorozijas potenciāla maiņu, paplašinātas pasivācijas zonas un ievērojami uzlabota punktkorozijas izturība. Baktēriju adhēzijas testi (piemēram,Staphylococcus aureus) demonstrē vairāk nekā 90 % samazinātu baktēriju piesaisti apstrādātajām virsmām. Imitētie elektrokoagulācijas eksperimenti atklāj vairāk nekā 50 % audu adhēzijas svara samazināšanos ārstētiem bipolāriem žokļiem. Stingrākā validācija tiek veikta, veicot tīrīšanas pārbaudi un proteīnu atlieku testēšanu, un mūsu produkti atbilst stingriem standartiem, piemēram, AAMI ST79. Slimnīcu centrālās sterilās piegādes departamentu (CSSD) atsauksmes liecina, ka mūsu žokļi ir vieglāk tīrāmi ar augstu vizuālo pārbaužu skaitu un lēnu veiktspējas pasliktināšanos visā to kalpošanas laikā.

Pētniecības un attīstības stratēģija un filozofija

Mēs ticam:Instrumenta virsmas kvalitāte nosaka, cik harmoniski tas mijiedarbojas ar dzīviem organismiem.Mūsu stratēģija uzskata, ka virsmas apstrāde ir pamatprocess, kas ir līdzvērtīgs precīzai apstrādei, nevis kā papildu pēcapstrādes darbība. Mēs ieguldām procesu pētniecībā un izstrādē un iekārtās, lai precīzi kontrolētu katru elektropulēšanas parametru ar stingru ķīmisko reakciju pārvaldību. Mēs uzskatām, ka ultraskaņas tīrīšana ir pilnīga attīrīšana, izmantojot vairākas procedūras, lai nodrošinātu absolūtu tīrību. Mūsu mērķis ir izveidot perfektu aizsardzības līniju mikromērogā, ļaujot instrumentiem droši un uzticami kalpot makro mērogā.

Nākotnes perspektīva

Nākotnē mēs pāriesim no pasīvās aizsardzības virsmām uz aktīvām virsmām. Progresīvās pētniecības virzieni ietver sudraba jonu vai vara jonu leģētu virsmu modifikācijas tehnoloģiju izstrādi ar ilgtermiņa antibakteriālām funkcijām; gudru pārklājumu projektēšana, kas elektrokoagulācijas laikā automātiski izdala anti-adhēzijas līdzekļus; pētot Slippery Liquid-Infused Porous Surface (SLIPS) tehnoloģijas pielietojumu uz knaibles žokļiem, lai panāktu gandrīz nulles berzi un audu adhēziju. Mēs arī pētīsim virsmas mikronano struktūru ietekmi uz šūnu uzvedību un izstrādāsim bioniskās virsmas, kas veicina mērķtiecīgu audu dzīšanu. Mūsu vīzija ir pārveidot robotizēto ķirurģisko knaibles žokļu virsmas programmējamās viedās bioloģiskās saskarnēs, kas labvēlīgi sadarbojas ar cilvēka ķermeni.