Micron{0}}Meistriškumo lygis, tikslumo pagrindas – medžiagų mokslas ir ekstremali robotų chirurginių žandikaulių gamyba

Micron{0}}Meistriškumo lygis, tikslumo - medžiagų mokslo ir ekstremalios robotų chirurginių žandikaulių gamybos pagrindas

Roboto chirurginio žandikaulio veikimas tiesiogiai lemia „tikslumą“ ir „patikimumą“, kurį chirurgas suvokia prie pulto. Šis gebėjimas atlikti sudėtingus judesius ir smulkias manipuliacijas milimetro masteliu yra pagrįstas giliu pažangiausių medžiagų ir neprilygstamo tikslumo gamybos procesų supratimu. Tai mikroskopinė meno forma, kurioje dera metalurgija, mechaninė inžinerija ir biomechanika.

Medžiagų simfonija: stiprumo, biologinio suderinamumo ir funkcijos subalansavimas

Aukštos kokybės{0}}chirurginis žandikaulis dažnai yra tikslus kelių medžiagų rinkinys. Veleno ir transmisijos konstrukcijose paprastai naudojamas 316L arba 17-4PH medicininės-klasės nerūdijantis plienas, užtikrinantis išskirtinį stiprumą, atsparumą korozijai ir ilgaamžiškumą, kad būtų užtikrintas tikslumas per dešimtis tūkstančių atvirų{11}}uždarymo ciklų. Svarbiausiuose sąnarių ir riešo komponentuose gali būti naudojami titano lydiniai (pvz., Ti-6Al-4V), kurių puikus stiprumo ir svorio santykis bei biologinis suderinamumas sumažina svorį neprarandant patvarumo.

Thedarbinis galas (žandikauliai)yra medžiagos panaudojimo pagrindas. Dvipolių žnyplių, kurios turi vienu metu suimti ir koaguliuoti, žandikaulio galiukai paprastai yra pagaminti iš tauriųjų metalų, tokių kaip platina, paladis arba volframo lydiniai. Šios medžiagos pasižymi puikiu laidumu ir stipriu atsparumu lanko erozijai, užtikrina stabilų energijos tiekimą ir ilgą tarnavimo laiką,-kaip matyti iš Intuitive Surgical nuolatinėse dvipolėse žnyplėse. Ir atvirkščiai, grynų mechaninių griebtuvų ar dissektorių žandikaulio antgaliai gali būti padengti itin kietomis medžiagomis, pvz., volframo karbidu, kad būtų išlaikytas ypatingas aštrumas ir atsparumas dilimui, kad audiniai neslystų.

Tiksliosios gamybos viršūnė: mikronų{0}}lygio pasaulis

Robotų žandikaulių gamybos tolerancijos gerokai viršija tradicinių laparoskopinių instrumentų leistinus nuokrypius. Viduje juose yra daugybė mikro-komponentų-krumpliaračių, jungčių, kaiščių-, kurios turi palengvinti kelių-laipsnių--laisvą judėjimą itin ribotoje erdvėje. Tai priklauso nuo itin-tikslių kelių ašių{9}}apdirbimo centrų. Pavyzdžiui, aukščiausios klasės CNC staklės, tokios kaip Mazak QTE-100MSYL, pasiekia ±0,01 mm arba mažesnį apdirbimo tikslumą ir užtikrina kiekvienos dalies matmenų nuoseklumą.Elektros iškrovos apdirbimas (EDM)​ ir apdorojimas lazeriu naudojami sudėtingoms vidinėms ertmėms ir mikro{0}}angoms formuoti. Automatinis surinkimas po mikroskopu užtikrina mikronų-lygį tarpą tarp judančių dalių-, užtikrinančių sklandų judėjimą be jokio laisvumo. Galiausiai, elektropoliruojant pašalinamos visos mikroskopinės atplaišos, sukuriamas veidrodinis-lygus paviršius, kuris sumažina audinių pažeidimus ir bakterijų sukibimą, o po to atliekami keli ultragarsinio valymo etapai, siekiant užtikrinti visišką švarą.

Dengimo technologija: nepaprasto paviršiaus našumo užtikrinimas

Be pagrindinių medžiagų, specializuotos dangos dar labiau pagerina veikimą.Titano nitridas (TiN)arbaDiamond{0}}Like Carbon (DLC)​dangos žymiai sumažina trinties koeficientą, kartu padidindamos paviršiaus kietumą ir atsparumą dilimui, todėl instrumentas juda sklandžiau ir pailgėja tarnavimo laikas. Kai kurios dangos taip pat pasižymi hidrofilinėmis arba hidrofobinėmis savybėmis, kad sumažintų audinių prilipimą arba palengvintų valymą.

Testavimas ir patvirtinimas: galutiniai vartai į patikimumą

Baigus žandikaulius atliekami griežti bandymai. Tai apima dešimtis tūkstančių atvirų -artimų nuovargio ciklų, stiprumo bandymus veikiant imituotoms chirurginėms apkrovoms, elektrochirurginio veikimo testus (pvz., varža, šilumos pasiskirstymą) ir biologinio suderinamumo bandymus (citotoksiškumo, jautrinimo, intrakutaninio reaktyvumo ir kt.). Tik išlaikius visus šiuos testus iš aukščiausios-pakopos medžiagų ir ypatingo meistriškumo-padirbtas žandikaulis-įleidžiamas į operacinę, kad chirurgui taptų tobulu pratęsimu paciento kūne.

Išvada

Todėl robotų chirurginių žandikaulių gamyba yra aukščiausias{0}}nacionalinės pramonės pajėgumas didelio-tikslumo medicinos prietaisų srityje.