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- 张杰副主任医师 副教授
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医院:
复旦大学附属肿瘤医院
科室:
胸外科
- 我国加大微创手术器械的研发
- 作者:张杰|发布时间:2012-06-10|浏览量:813次
随着以“大创伤”为特征的开放手术向以“微小创伤”为特征的微创手术方向发展,探索面向自然腔道的新一代微创手术器械已成必然趋势。工欲善其事,必先利其器。面对生命/医学发展的需求,探索先进手术器械创新设计与仿生制造的科学原理是机械工程学科重要任务之一。当前,由于微创手术器械设计理念没有根本性变革,导致许多复杂精细手术无法完成,例如心脏冠脉搭桥、精准肝切除、微细血管缝合等,其应用范围和手术质量受到极大限制。长期以来,我国在此方向基础研究不足,制约了微创手术器械技术的发展。微创手术器械创成与制造的科学基础涉及机械科学、生命科学和临床医学等学科的交叉融合,通过微创手术器械的基础理论与方法研究,将为临床医学提供新治疗原理与工具,相关研究将催生医疗技术的新变革。
手术器械的操作对象主要为柔软、粘滑的活性组织或器官。由于对微创条件下手术器械与生命体交互作用规律及本质特性认识不足,现有微创器械不能准确有效反映手术操作的运动映射规律,对手术质量有重要影响的精确力映射则几乎丧失。器械对组织进行夹持、切割、缝合等操作时的力矢量与运动矢量不易精准调控。此外,受传统制造原理与方法的制约,微创手术器械可靠性与服役性能评价缺乏理论支撑。这些基础性问题成为制约微创手术发展的瓶颈。因此,研究新一代微创手术器械,建立微创器械设计制造基础理论体系,发展仿生设计与生物制造学科,对开拓软体机械制造新方向,丰富和完善先进医疗器械设计方法,提供全新治疗科学原理,引领高端医疗装备技术进步具有重要科学意义。
一、科学目标
以微创手术器械为载体,将精(安全接触、精确制造)与准(准确定位、灵活操作)融入手术器械设计与制造之中,深入开展微创器械系统设计理论与制造新原理研究,完善生/机界面的安全接触与自适应理论,发展微创器械多功能化表面设计与制造新原理,探索软体安全操作原理及精准器械创成方法,形成微创器械低成本精确制造新原理,建立器械安全服役性能试验与评价方法。最终通过创新设计与仿生制造,为实现器械创新、引导微创手术新理念、提升手术质量、满足未来精准微创手术临床需求奠定良好的科学基础。
二、研究内容
(一)微创器械生理相容与交互作用机理研究。
重点研究生机接触界面力分布数学表述及其物理表征,生物夹持功能的调控机理与特征模型,刚柔耦合交互作用下生物组织的损伤机理,器械界面的组织粘附机制与抑制措施。
(二)仿生界面的设计与制造基础研究。
重点研究器械界面性能约束与仿生表面功能化机理认知,界面功能实现原理与表面结构材料一体化设计,复杂界面结构精细仿生制造新方法。
(三)微创器械创成与实现方法研究。
重点研究体内环境约束下的手术操作映射机理,柔性驱动机理与新机构创成方法,系统尺度与结构参数综合设计,刚柔耦合系统性能评价。
(四)结构/功能一体化精确制造技术研究。
重点研究活性软体接触表面的自适应微结构制造方法,微创器械无缝隙、盲区结构的自洁抗菌防护表面的制造方法以及抗菌材料的融合制造技术,新型功能材料可变刚度和柔性驱动器械设计与制造。
三、资助期限 5年 (2013年1月至2017年12月)
四、资助经费 1500万元
五、申请注意事项
1. 申请人应当认真阅读本项目指南和通告,不符合项目指南和通告的申请项目不予受理。
2. 申请书的附注说明选择“精准微创手术器械创成与制造基础”(以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理)。
3. 本项目由工程与材料科学部、医学科学部与信息科学部联合提出,由工程与材料科学部负责受理。
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