微创仿生载能刀具与软组织手术切削原理研究

项目名称： 微创仿生载能刀具与软组织手术切削原理研究

项目编号： No.51475029

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 张德远

作者单位： 北京航空航天大学

项目金额： 125万元

中文摘要： 软组织微创手术多采用钝型刃口的高频电刀或超声刀，深止血与厚切削时易产生创面过烧，不利于创面愈合，易导致手术事故，引发并发症、后遗症。本课题组前期研究发现自然动物的牙口结构大量存在高效施能的波型刃口结构形式，因此，本项目提出一种波型刃口载能刀具的仿生设计方法，并对软组织载能手术切削原理进行深入研究，旨在提升微创手术载能刀具的安全止血与精细切削匹配性能，有望在微创载能精准手术切削效能上取得新的突破。 针对钝型载能刀具切削软组织的创伤大、效率低等问题，尝试建立波型仿生载能切削新工艺、新理论，解决载能与施能-刀具刃型-切削与止血的匹配关系这一关键科学问题。开展典型动物牙齿或口器波型刃口特征与切削性能表征研究、微创载能刀具仿生设计研究，微创载能刀具仿生制造研究、软组织载能手术切削原理研究、微创仿生载能刀具在动物手术环境下的性能评价等研究工作，取得一批有影响力的研究成果。

中文关键词： 生物制造；仿生设计

英文摘要： Eletro and ultrasonic scalpel was mainly used to cutting tissue in minimally invasive surgery. As structural characteristics of such energy-based scalpel, dull knife was taken to stop bleeding and cut apart tissue, which commonly results in large tissue damage such as tissue carbonization, adhesion. To overcome drawback of energy-based dull knife, non-dull knife with bio-inspired tooth was proposed on basis of our recent research. Apart from investigation of morphology of natural creative mouthparts, its cutting mechanism is experimentally and theoretically studied to provide inspiration for scalpel tooth design. Moreover, tissue cutting mechanism will be built for improving minimally invasive surgery.

英文关键词： bio-manufacturing;bionic design