Anunțul rezultatelor:

Am analizat amănunțit și am definit un nou standard pentru„eficiență dinamică de tăiere”a lamelor de tăiere laparoscopice. Prin integrarea simulărilor computaționale de dinamică a fluidelor, studii biomecanice ale țesuturilor biologice și tehnici precise de micro-procesare, am optimizat cu succes geometria marginii lamei, canalele de fluid ale canelurilor de îndepărtare a așchiilor și structura generală a echilibrului dinamic. Acest lucru permite lamelor noastre nu numai să fie ascuțite în stare statică, ci și să obțină eficiența maximă de tăiere, să minimizeze deteriorarea țesuturilor și să asigure îndepărtarea lină a așchiilor în timpul-rotației cu viteză mare. A redefinit paradigma de inginerie pentru o tăiere eficientă și sigură.

Puncte dure de fundal de cercetare și dezvoltare:

Designul tradițional al lamelor de tăiere se bazează în mare parte pe experiență și există o lipsă de cercetare sistematică asupra proceselor reale de tăiere și îndepărtare a așchiilor în timpul rotației cu viteză mare-. Problemele frecvente includ: în timpul tăierii, țesutul este prea întins, mai degrabă decât tăiat efectiv, crescând riscul de sângerare; resturile de țesut tăiat (în special țesutul lipicios) sunt predispuse să înfunde capul lamei sau tubul de aspirație, provocând întreruperea intervenției chirurgicale, iar medicul trebuie să clătească și să curețe în mod repetat; lama poate vibra la viteze mari de rotație, afectând senzația și precizia operațiunii și chiar provocând detașarea accidentală și rănirea țesuturilor sănătoase din jur. Medicii au nevoie de a"inteligent"lama care poate"activ"prindeți, tăiați frumos și"eficient"transportă țesutul, întregul proces curgând lin ca un curent care curge.

Inovație tehnologică de bază:

Inovația noastră implică ridicarea designului lamei de la"geometrie statica"dimensiunea la"sistem dinamic"dimensiune:

• Optimizarea geometriei marginilor de tăiere:Nu urmărim doar claritatea supremă (muchiile subțiri de tăiere sunt predispuse la ciobire și crăpare), ci design„micro-dintat”sau„suprafață înclinată pe mai multe-nivele”muchii de tăiere compozite. Prin analiza cu elemente finite, optimizăm unghiul de tăiere, unghiul de tăiere și unghiul de degajare pentru a genera concentrația locală a tensiunii atunci când tăiem țesuturi, realizând„micro-explozie”tăierea mai degrabă decât compresia și ruperea, reducând astfel tracțiunea asupra țesuturilor din jur. În același timp, forma geometrică specială a muchiei de tăiere poate genera un interior"aspiraţie"forță în timpul rotației, ajutând la capturarea stabilă a țesutului țintă.
• Proiectarea canelurilor de îndepărtare a așchiilor din dinamica fluidelor:Considerăm canelurile de îndepărtare a așchiilor ale lamei drept canale de fluid miniaturale. Prin simularea computațională a dinamicii fluidelor, optimizăm-forma secțiunii transversale, adâncimea, unghiul elicoidal și finisarea suprafeței canelurilor. Când lama se rotește cu viteză mare, canelurile pot genera un vortex de presiune negativă-axială stabilă. Acest vortex poate acționa ca un"tornadă", în mod activ"supt"resturile de țesut tăiate în partea adâncă a canelurii și îndepărtarea lor prin arborele tubular, prevenind eficient acumularea și blocarea reziduurilor la fereastra capului lamei. Suprafața super-oglindă-lustruită a canelurii reduce și mai mult rezistența la fluid.
• Echilibru dinamic și design de reducere a vibrațiilor:Efectuăm calibrarea echilibrului dinamic-de mare viteză pentru fiecare design de lamă. Prin distribuția precisă a greutății sau îndepărtarea materialului, ne asigurăm că centrul de greutate al lamei coincide perfect cu axa de rotație la câteva zeci de mii de rotații pe minut, controlând amplitudinea vibrației la nivelul micrometrului. Acest lucru nu numai că îmbunătățește senzația de operare (eliminând"mana amortita"senzație), dar și reduce semnificativ deteriorarea accidentală a țesuturilor și stresul de oboseală la punctul de conectare a lamei din cauza vibrațiilor.

Mecanism de acțiune:

Mecanismul de bază al funcționării sale este conversia eficientă a energiei și gestionarea activă a fluidelor. Geometria optimizată a muchiei de tăiere transformă energia cinetică de rotație a motorului în forță tăietoare asupra țesutului țintă în cel mai concentrat mod, cu pierderi minime de energie, realizând o"curat si eficient"tăiere. În același timp, lama rotativă în sine devine a"pompa centrifuga"și un generator al efectului Venturi. Canelurile optimizate de îndepărtare a așchiilor, atunci când se rotesc, cu forma lor specială ghidează fluidul tisular și fluxul de aer pentru a forma un câmp vortex de-înaltă viteză, de joasă-presiune. Acest câmp vortex are două efecte: unul este de a genera un puternic"aspiraţie"şi"transport"forțați asupra resturilor proaspăt tăiate, realizând curățarea imediată a rănilor; celălalt este de a forma a"bariera fluidelor"la fereastra capului lamei, spălând continuu țesuturile noi aderate și menținând o vedere clară a ferestrei. Echilibrul dinamic asigură că toate aceste procese mecanice au loc pe o platformă stabilă și controlabilă.

Verificarea eficacității:

În testul de tăiere a țesuturilor de simulare, lama noastră de design optimizat, în comparație cu lama tradițională cu aceeași specificație, a redus timpul necesar pentru a tăia aceeași textură și volum de țesut simulat cu aproximativ 25% și a scăzut forța de tracțiune laterală asupra țesutului simulat în timpul procesului de tăiere cu aproximativ 40%. În cazul fotografiilor cu viteză mare-, eficiența de îndepărtare a cipurilor a crescut cu peste 50%, iar fenomenul de colmatare a fost practic eliminat. Datele de testare a vibrațiilor au arătat că la viteza de rotație maximă nominală, valoarea accelerației vibrațiilor la mânerul lamei lamei noastre a fost cu 60% mai mică decât media industriei. Medicii clinicieni au raportat că atunci când se foloseau noul design al lamei, operația a fost mai stabilă, tăierea a fost mai mare„în sincronizare cu mâna”, iar în manipularea țesuturilor vâscoase bogate în vase de sânge, claritatea câmpului chirurgical a fost menținută mai mult timp, reducând numărul de clătiri și făcând ritmul chirurgical mai neted.

Strategia și filosofia de cercetare și dezvoltare:

Noi credem:„Un design grozav al lamei este dansul armonios al staticii, dinamicii și dinamicii fluidelor la scară microscopică.”Strategia noastră de cercetare și dezvoltare este să utilizăm instrumente de simulare a câmpurilor fizice multiple-pentru a converti cerințele clinice vagi, cum ar fi„simțire bună”, „tăiere netedă”, și„fără înfundare”în parametri geometrici precisi și indicatori fizici. Nu proiectăm doar forma lamei, ci și„cale de plecare”a resturilor tisulare. Ne angajăm să modelăm fiecare tăietură într-o inginerie eficientă și controlabilă de micro-sistem.

Perspective viitoare:

În viitor, ne vom îndrepta spre„geometrie adaptiv㔺i„control inteligent al câmpului fluxului”.Direcțiile de cercetare includ: dezvoltarea structurilor materiale inteligente care pot regla automat unghiul tăișului în funcție de cuplul de sarcină; cercetarea integrării micro-senzorilor pe lamă pentru a monitoriza forța de tăiere, temperatura și starea blocajului în timp real și efectuarea controlului feedback-ului prin ajustarea vitezei de rotație sau a debitului de spălare; explorarea utilizării unor principii fluide mai avansate, cum ar fi efectul de cavitație, pentru a îmbunătăți eficiența curățării țesuturilor vâscoase. Scopul nostru este să facem din lama de rindeau un terminal inteligent cu„percepția mediului - decizie-luare - execuție”capabilități, ceea ce face ca planarea chirurgicală să fie extrem de precisă, ușoară și sigură.