Anunci dels resultats:

Hem analitzat i definit a fons un nou estàndard per al"eficiència de tall dinàmic"de fulles de tall laparoscòpiques. Mitjançant la integració de simulacions computacionals de dinàmica de fluids, estudis biomecànics de teixits biològics i tècniques precises de micro-processament, hem optimitzat amb èxit la geometria de la vora de la fulla, els canals de fluids de les ranures d'eliminació de xips i l'estructura global d'equilibri dinàmic. Això permet que les nostres fulles no només siguin afilades en estat estàtic, sinó també aconseguir la màxima eficiència de tall, minimitzar el dany dels teixits i assegurar una eliminació suau d'encenalls durant la rotació a gran-velocitat. Ha redefinit el paradigma d'enginyeria per a un tall eficient i segur.

Punts de dolor de fons de recerca i desenvolupament:

El disseny tradicional de les fulles de tall es basa principalment en l'experiència, i hi ha una manca d'investigació sistemàtica sobre els processos reals de tall i eliminació d'encenalls durant la rotació d'alta -velocitat. Els problemes comuns inclouen: durant el tall, el teixit s'estira massa en lloc de tallar-se de manera efectiva, augmentant el risc de sagnat; els residus de teixit tallat (especialment el teixit enganxós) són propensos a obstruir el cap de la fulla o el tub d'aspiració, provocant la interrupció de la cirurgia, i el metge ha d'esbandir i netejar repetidament; la fulla pot vibrar a altes velocitats de rotació, afectant la sensació i la precisió de l'operació, i fins i tot provocant un despreniment accidental i lesions als teixits sans circumdants. Els metges necessiten a"intel·ligent"fulla que pot"activament"agafar, tallar amb cura i"eficaçment"transporta el teixit, amb tot el procés fluint suaument com un corrent que flueix.

Innovació tecnològica bàsica:

La nostra innovació consisteix a elevar el disseny de la fulla del"geometria estàtica"dimensió a la"sistema dinàmic"dimensió:

• Optimització de la geometria de tall:No només busquem la nitidesa màxima (les vores de tall primes són propenses a trencar-se i trencar-se), sinó el disseny"micro-dentats"o"superfície inclinada multi-nivell"vores de tall compostes. Mitjançant l'anàlisi d'elements finits, optimitzem l'angle de tall, l'angle de rasclet i l'angle de separació per generar una concentració d'estrès local en tallar teixits, aconseguint"micro-explosió"tall en lloc de compressió i esquinçament, reduint així l'estirament dels teixits circumdants. Al mateix temps, la forma geomètrica especial de la vora de tall pot generar un cap a dins"aspiració"força durant la rotació, ajudant a capturar de manera estable el teixit objectiu.
• Disseny de ranures d'eliminació d'encenalls de dinàmica de fluids:Considerem que les ranures d'eliminació d'encenalls de la fulla són canals de fluids en miniatura. Mitjançant la simulació computacional de dinàmica de fluids, optimitzem la-forma de la secció transversal, la profunditat, l'angle helicoïdal i l'acabat superficial de les ranures. Quan la fulla gira a gran velocitat, les ranures poden generar un vòrtex axial-de pressió negativa estable. Aquest vòrtex pot actuar com a"tornada", activament"xuclar"els residus de teixit tallats a la part profunda de la ranura i traient-los a través de l'eix buit, evitant eficaçment que els residus s'acumulin i bloquegin a la finestra del cap de la fulla. La superfície polida súper mirall-de la ranura redueix encara més la resistència als fluids.
• Disseny d'equilibri dinàmic i reducció de vibracions:Realitzem la calibració de l'equilibri dinàmic d'-alta velocitat per a cada disseny de fulla. Mitjançant la distribució precisa del pes o l'eliminació de material, ens assegurem que el centre de gravetat de la fulla coincideix perfectament amb l'eix de rotació a diverses desenes de milers de revolucions per minut, controlant l'amplitud de la vibració al nivell del micròmetre. Això no només millora la sensació de funcionament (eliminant el"mà adormida"sensació), però també redueix significativament el dany accidental dels teixits i l'estrès per fatiga al punt de connexió de la fulla a causa de la vibració.

Mecanisme d'acció:

El mecanisme bàsic del seu funcionament és la conversió eficient d'energia i la gestió activa de fluids. La geometria d'avantguarda optimitzada converteix l'energia cinètica de rotació del motor en força de tall sobre el teixit objectiu de la manera més concentrada amb una pèrdua d'energia mínima, aconseguint una"net i eficient"tall. Al mateix temps, la fulla giratòria es converteix en a"bomba centrífuga"i un generador de l'efecte Venturi. Les ranures d'eliminació d'encenalls optimitzades, quan giren, amb la seva forma especial guien el fluid del teixit i el flux d'aire per formar un camp de vòrtex d'alta-velocitat i baixa-pressió. Aquest camp de vòrtex té dos efectes: un és generar un fort"aspiració"i"transport"forçar els residus acabats de tallar, aconseguint una neteja immediata de la ferida; l'altre és formar a"barrera de fluids"a la finestra del cap de la fulla, netejant contínuament els nous teixits adherits i mantenint una visió clara de la finestra. L'equilibri dinàmic garanteix que tots aquests processos mecànics es produeixin en una plataforma estable i controlable.

Verificació d'eficàcia:

A la prova de tall de teixit de simulació, la nostra fulla de disseny optimitzat, en comparació amb la fulla tradicional de la mateixa especificació, va reduir el temps necessari per tallar la mateixa textura i volum de teixit simulat en un 25% aproximadament i va disminuir la força de tracció lateral sobre el teixit simulat durant el procés de tall en un 40%. Amb la fotografia d'alta-velocitat, l'eficiència d'eliminació de xips va augmentar més d'un 50% i el fenomen d'obstrucció es va eliminar bàsicament. Les dades de la prova de vibració van mostrar que a la velocitat de rotació màxima nominal, el valor d'acceleració de la vibració al mànec de la fulla de la nostra fulla era un 60% inferior a la mitjana de la indústria. Els metges clínics van informar que quan s'utilitzava la fulla de nou disseny, l'operació era més estable, el tall era més"sincronitzat amb la mà", i en la manipulació de teixits viscosos rics en vasos sanguinis, es va mantenir durant més temps la claredat del camp quirúrgic, reduint el nombre d'esbandides i fent més suau el ritme quirúrgic.

Estratègia i Filosofia de Recerca i Desenvolupament:

Creiem:"Un gran disseny de fulles és la dansa harmònica de l'estàtica, la dinàmica i la dinàmica de fluids a escala microscòpica".La nostra estratègia d'investigació i desenvolupament consisteix a utilitzar eines de simulació de camps multi-físics per convertir els requisits clínics vagues, com ara'bona sensació', "tall suau", i'sense obstrucció'en paràmetres geomètrics precisos i indicadors físics. No només dissenyem la forma de la fulla, sinó també la'camí de sortida'de restes de teixits. Estem compromesos a donar forma a cada tall en una enginyeria de micro-sistema eficient i controlable.

Perspectives de futur:

En el futur, anirem cap a"geometria adaptativa"i"control intel·ligent de camp de flux".Les direccions de recerca inclouen: desenvolupar estructures de materials intel·ligents que puguin ajustar automàticament l'angle de tall segons el parell de càrrega; investigar la integració de micro-sensors a la fulla per controlar la força de tall, la temperatura i l'estat de bloqueig en temps real, i realitzar un control de retroalimentació ajustant la velocitat de rotació o el flux de rentat; explorant l'ús de principis fluids més avançats com l'efecte de cavitació per millorar l'eficiència de netejar teixits viscosos. El nostre objectiu és fer de la fulla de planeig un terminal intel·ligent"percepció ambiental - decisió-presa - execució"capacitats, fent que el planejat quirúrgic sigui precís, fàcil i segur sense precedents.