Công bố chính thức thành tích

Là nhà sản xuất tiên tiến các bộ phận cốt lõi cho dụng cụ phẫu thuật robot, chúng tôi chính thức công bố kỹ thuật hệ thống đằng sau hàm kẹp composite đa vật liệu của mình. Trong một cụm hàm duy nhất, chúng tôi đã đạt được sự liên kết ở cấp độ vi mô chính xác và sự lắp ráp tích hợp các bề mặt làm việc có độ cứng cực cao (ví dụ: 440C / cacbua xi măng), chất nền kết cấu có độ bền và độ bền cao (ví dụ: 17-4PH) và lớp phủ bề mặt có chức năng đặc biệt (ví dụ: kim loại quý bạch kim-palađi). Điều này không chỉ mang lại cho hàm những đặc tính cơ học vượt trội củangoại thất cứng rắn và nội thất cứng rắn, mà còn hiện thực hóa các mục tiêu cuối cùng là nắm bắt mô chính xác, cầm máu đáng tin cậy và giảm thiểu chấn thương thông qua sự kết hợp tối ưu hóa các đặc tính vật liệu, nâng cao khả năng thực hiện giai đoạn cuối của dụng cụ phẫu thuật robot lên một tầm cao hoàn toàn mới.

Bối cảnh R&D và những điểm yếu chính

Hàm kẹp phẫu thuật robot đóng vai trò như "đầu ngón tay" của cánh tay robot, hoạt động của nó quyết định trực tiếp đến độ chính xác và an toàn của phẫu thuật. Hàm kẹp vật liệu đơn thông thường phải đối mặt với những sự đánh đổi không thể dung hòa: độ cứng cực cao (trên HRC 60) là cần thiết để cắt sắc và bền, tuy nhiên vật liệu có độ cứng cao có xu hướng giòn và dễ bị sứt mẻ trong quá trình mổ xẻ tinh vi hoặc tải trọng ngang bất ngờ; cần có vật liệu có độ bền cao để đảm bảo độ tin cậy khi uốn và xoắn, từ đó làm giảm độ sắc nét và khả năng chống mài mòn. Ngoài ra, đối với các chức năng đông tụ lưỡng cực, vật liệu điện cực phải đồng thời mang lại tính dẫn điện, khả năng chống xói mòn hồ quang và khả năng tương thích sinh học tuyệt vời. Tiêu chuẩn thép không gỉ 316 hoặc hợp kim titan không thể đáp ứng tối ưu mọi yêu cầu cùng một lúc. Thực hành lâm sàng đòi hỏi một giải pháp hàm composite thông minh tích hợp các ưu điểm của nhiều vật liệu.

Đổi mới công nghệ cốt lõi

Sự đổi mới cốt lõi của chúng tôi nằm ởthiết kế vật liệu có hệ thống và công nghệ lắp ráp vi mô:

• Phân vùng chức năng và lập bản đồ vật liệuChúng tôi chia mỗi hàm thành nhiều vùng chức năng: vùng cạnh cắt, vùng kết cấu chịu lực chính, vùng điện cực đông tụ và vùng bản lề quay, khớp từng vùng với vật liệu phù hợp nhất. Ví dụ, cacbua xi măng luyện kim bột hoặc thép không gỉ martensitic cacbon cao 440C được sử dụng cho các vùng cạnh để đạt được độ cứng cực cao và khả năng chống mài mòn thông qua xử lý nhiệt chuyên dụng. Thép không gỉ 17‑4PH được làm cứng nhờ kết tủa được sử dụng cho các vùng kết cấu chính để đạt được độ bền cực cao và độ bền tốt thông qua xử lý lão hóa. Hợp kim bạch kim-iridi hoặc lớp phủ đặc biệt có thể được áp dụng cho các vùng điện cực để đảm bảo dẫn dòng điện ổn định và đồng đều cũng như hiệu suất chống bám dính.
• Công nghệ nối vi mô chính xácLiên kết đáng tin cậy của các vật liệu khác nhau là thách thức lớn nhất. Chúng tôi triển khai các kỹ thuật nối vi mô tiên tiến: hàn đồng chân không hoặc hàn vi mô bằng laser để liên kết kim loại với kim loại. Bằng cách kiểm soát chính xác nhiệt đầu vào và sử dụng chất độn hàn chuyên dụng, độ bền liên kết đạt được gần bằng vật liệu cơ bản với vùng chịu ảnh hưởng nhiệt tối thiểu, bảo toàn các đặc tính vốn có của vật liệu. Công nghệ lớp phủ chính xác hoặc lắng đọng hơi vật lý (PVD) được áp dụng cho các khu vực cách nhiệt hoặc chức năng đặc biệt để chế tạo lớp phủ chức năng trên các khu vực được chỉ định.
• Lắp ráp và hiệu chuẩn cấp độ phụViệc lắp đặt hai nửa hàm là rất quan trọng. Chúng tôi không chỉ kiểm soát độ chính xác từng bộ phận (±0,01 mm) mà còn kiểm soát độ chính xác khi ghép nối. Trong môi trường siêu sạch, việc ghép nối thủ công và hiệu chuẩn khe hở ban đầu được thực hiện bằng kính hiển vi có độ phóng đại cao và cảm biến lực vi mô. Điều này đảm bảo tiếp xúc đường tiếp xúc hoặc khe hở vi mô đồng đều, nhất quán từ đầu đến chân khi hàm đóng - nền tảng vật lý để nắm bắt tinh tế (ví dụ: nâng màng mô mỏng) mà không làm tổn thương các mô bên dưới.

• Cơ chế hoạt động

Nguyên tắc làm việc cốt lõi làphân chia vai trò và nâng cao hiệu suất tổng hợp.Các lưỡi cắt bằng cacbua xi măng hoặc thép có độ cứng cao có chức năng giống như "răng kim cương", tạo thành giao diện tiếp xúc mô chính để mang lại lực cắt sắc bén, lâu dài và chống mài mòn, đảm bảo nắm chính xác ngay cả sau hàng trăm chu kỳ đóng mở. Cấu trúc chính có độ bền và độ dẻo dai cao đóng vai trò là "bộ xương hiệu suất cao", truyền lực và mô men xoắn lớn, chính xác từ cánh tay robot đến đầu hàm mà không bị mất mát hoặc biến dạng, đồng thời chịu được tải trọng phẫu thuật phức tạp để ngăn ngừa biến dạng dẻo hoặc gãy xương do mỏi. Vật liệu và lớp phủ điện cực được tối ưu hóa hoạt động như một "làn da thông minh". Ở chế độ đông tụ, chúng đảm bảo dòng điện tập trung, đồng đều đi qua các bề mặt tiếp xúc với mô để tạo ra hiệu ứng đông tụ hiệu quả và có thể kiểm soát, đồng thời chống bám dính và ăn mòn để tránh rách mô. Sự tích hợp hoàn hảo ở quy mô vi mô của các vật liệu đa dạng biến hàm thành một tổ hợp chức năng sinh học có hiệu suất tổng thể vượt xa bất kỳ vật liệu đơn lẻ nào.

Xác minh hiệu quả

Các thử nghiệm cơ học cho thấy lưỡi cắt composite của chúng tôi đạt được tuổi thọ sử dụng gấp ba lần so với thiết kế một vật liệu (ví dụ: tất cả các hàm ‑17‑4PH) trong quá trình cắt mô mô phỏng. Kiểm tra độ bền uốn cho thấy hàm được thiết kế bằng hỗn hợp yêu cầu mô-men xoắn lớn hơn để đạt được cùng một chuyển vị đầu, cho thấy độ cứng cấu trúc vượt trội. Trong các thử nghiệm hiệu suất đông máu bằng điện, hàm với vật liệu điện cực chuyên dụng giúp giảm tỷ lệ bám dính mô hơn 70% so với điện cực thép không gỉ tiêu chuẩn, tạo ra vảy đồng nhất sau khi đông máu. Các thí nghiệm trên động vật trên Hệ thống phẫu thuật da Vinci cho thấy tổn thương do lực kéo đối với các mô không phải mục tiêu (ví dụ: bó mạch thần kinh) giảm đáng kể trong quá trình mổ xẻ tinh tế bằng hàm composite của chúng tôi, với báo cáo của bác sĩ phẫu thuật phản hồi xúc giác rõ ràng và dễ kiểm soát hơn.

Chiến lược và triết lý R&D

Chúng tôi tin tưởng chắc chắn:Hiệu suất của các nhạc cụ hàng đầu bắt nguồn từ sự hiểu biết sâu sắc và sự kết hợp sáng tạo giữa các giới hạn vật lý của vật liệu.Chiến lược R&D của chúng tôi phá vỡ tư duy "một thành phần, một vật liệu" thông thường và áp dụng kỹ thuật vật liệu có hệ thống. Chúng tôi thiết kế hàm như những cỗ máy thu nhỏ, chọn vật liệu tối ưu cho từng thành phần phụ và tích hợp chúng một cách liền mạch thông qua các công nghệ sản xuất vi mô hiện đại. Chúng tôi không theo đuổi những vật liệu đắt tiền mà là hiệu suất và độ tin cậy cao của sự kết hợp vật liệu cho các chức năng cụ thể.

Triển vọng tương lai

Trong tương lai, chúng tôi sẽ khám phá thêm các giải pháp tích hợp vật liệu tiên tiến hơn. Các hướng nghiên cứu bao gồm phát triển vật liệu composite kim loại in 3D với độ cứng và mô đun chuyển màu để đạt được sự chuyển đổi độ cứng liền mạch từ cạnh sang thân chính; thiết kế "da thông minh" với các mảng cảm biến linh hoạt thu nhỏ tích hợp trên bề mặt hàm để phản hồi thời gian thực về lực nắm, nhiệt độ mô và trở kháng điện; và nghiên cứu các đầu hàm tạm thời có khả năng phân hủy sinh học cho các quy trình nội soi cụ thể không cần tháo thiết bị. Mục tiêu của chúng tôi là phát triển các hàm kẹp phẫu thuật bằng robot từ các thiết bị đầu cuối thực hiện thụ động thành các hệ thống vi mô phẫu thuật thông minh có khả năng cảm biến, chẩn đoán và thậm chí cả điều trị cục bộ.