Oficialus pranešimas apie pasiekimus

Išdidžiai pristatome naujos kartosKing Kong serijalaparoskopiniai skutimosi peiliukai su nanokompozitinėmis dangomis. Produktas, sudarytas iš korundo ir titano nitrido gradientinės kompozicinės dangos, išlaiko chirurginio 316L nerūdijančio plieno pagrindo kietumą ir padidina pjovimo briaunų mikrokietumą iki HV 3200 ir sumažina trinties koeficientą iki 0,08, todėl pasiekiamas dvigubas pjovimo atsparumas. Trečiųjų šalių bandymai patvirtina, kad naujųjų peiliukų eksploatavimo trukmė nepertraukiamai trunka ilgiau nei 300 minučių atliekant imitacines artroskopines operacijas ir dėvi 72 % mažiau nei įprasti gaminiai. Tai reiškia, kad ortopediniai ir minkštųjų audinių minimaliai invaziniai chirurginiai instrumentai atėjo į naują pažangių medžiagų erą.

MTEP fonas ir skausmo taškai

Tradiciniai skutimosi peiliukai susiduria su pagrindine dilemakietumo-tvirtumo paradoksas. Didelės anglies nerūdijantis plienas yra pakankamai kietas, tačiau labai trapus, todėl pjaunant nevienalyčius audinius, pvz., kremzles ir meniskus, gali susidaryti mikro drožlės. Standartinis 316 nerūdijantis plienas pasižymi puikiu kietumu, bet nepakankamu kietumu, todėl sukant dideliu greičiu pjovimo briaunos greitai nublanksta.

Klinikiniai duomenys rodo, kad atliekant sudėtingas rotatoriaus manžetės taisymo operacijas vieno peilio vidutinis efektyvus tarnavimo laikas yra tik 45–60 minučių, o operacijos metu pakeičiama net 68%. Tai ne tik pailgina operacijos laiką, bet ir sutrikdo chirurginį ritmą dėl dažno instrumento įdėjimo ir ištraukimo. Be to, įprastiems peiliukams trūksta universalaus pritaikomumo, o jų efektyvumas labai skiriasi, kai dirbama su įvairaus tankio audiniais, tokiais kaip osteofitai, sinovijos ir kremzlės. Chirurgams vienai procedūrai dažnai reikia kelių ašmenų.

Pagrindinės technologinės naujovės

• Daugiasluoksnės gradientinės kompozicinės dangos technologijaSukurta naujoviška trijų sluoksnių nanostruktūrinė danga (substrato pereinamasis sluoksnis). Apatinis chromo pereinamasis sluoksnis (0,5 μm) padidina sukibimo stiprumą; vidurinis titano nitrido armavimo sluoksnis (2 μm) užtikrina bazinį kietumą; viršutinis aliuminiu legiruotas tetraedrinis amorfinės anglies (ta-C) funkcinis sluoksnis (1 μm) užtikrina itin mažą trintį. Trijų sluoksnių gardelės konstantos yra apskaičiuotos taip, kad būtų galima realizuoti gradiento įtempių perėjimą ir užkirsti kelią tarpsluoksnių atsisluoksniavimui.
• Bioninis mikrotekstūros pažangiausias dizainasĮkvėpti dantytos ryklio odos paviršiaus struktūros, periodinės duobių masyvai (20–50 μm skersmens, 5–10 μm gylio) gaminami pjovimo briaunų mikro lygiu. Ši struktūra pjovimo metu sukuria mikro sūkurius, kad laiku pašalintų audinių šiukšles nuo ašmenų paviršių ir neleistų ašmenims prilipti, o kartu formuoja oro mikroguolio efektą, sumažinantį atsparumą pjovimui 15%.
• Pažangus terminio apdorojimo procesasSukurta kombinuota kriogeninio impulso terminio apdorojimo sistema. 24 valandų kriogeninis apdorojimas atliekamas –196 laipsnių skysto azoto aplinkoje, kad sulaikytas austenitas visiškai virstų martensitu, o po to apdorojamas didelės energijos impulsinis magnetinis laukas, siekiant optimizuoti grūdelių orientaciją. Šis procesas sukuria vienodą nanokristalinę struktūrą (grūdelių dydį< 100 nm) in stainless steel substrates, improving toughness by 40% and hardness by 15%.

Darbo mechanizmas

Pagrindiniai naujųjų peiliukų pranašumai yra trys fiziniai matmenys. Kalbant apie pjovimo mechaniką, gradientinė danga sudaro kieto apvalkalo ir kietos šerdies struktūrą, kurioje didelio kietumo paviršius leidžia aštriai pjauti, o kietas vidinis sluoksnis atsparus smūgiinėms apkrovoms. Tribologiniu požiūriu trinties koeficientas tarp ta-C dangos ir audinių yra tik 0,08–0,12, daug mažesnis nei 0,6–0,8 nerūdijančio plieno ir audinio sąsajos, todėl žymiai sumažėja pjovimo karštis. Hidrodinamiškai bioninė mikro tekstūra sudaro stabilią hidrodinaminę tepimo plėvelę, palaikydama 5–20 μm skysčio plėvelę tarp ašmenų ir audinių, kad būtų galima pjauti beveik be kontakto ir apsaugoti sveikus audinius.

Veiklos patvirtinimas

Atliekant imituotus laboratorinius bandymus, naujasis peilis pasižymi išskirtiniu našumu. Pjaunant galvijų kremzles, jos pradinė pjovimo jėga yra tik 3,2 N (palyginti su įprastomis geležtėmis . 5.8 N). Atliekant nepertraukiamo pjovimo bandymus, pjovimo jėgos susilpnėjimo koeficientas yra tik 0,15 N per 10 000 ciklą (palyginti su . 0.8 N per 10 000 ciklą įprastiems peiliams). Nusidėvėjimo trukmės bandymai rodo, kad kai pažangiausio krašto spindulys padidėja iki 50 μm (atsipūtimo slenkstis), naujasis peilis atlieka 850 000 pjovimo ciklą, 3,8 karto daugiau nei tradiciniai gaminiai.

Kelių centrų klinikiniai tyrimai, apimantys kelio artroskopiją, peties artroskopiją ir stuburo endoskopiją, rodo apčiuopiamą klinikinę naudą. Dalinės meniskektomijos atveju vidutinis operacijos laikas sutrumpėja 17 minučių (22%). Atliekant akromioplastiką, osteofitų pašalinimo kruopštumas padidėja nuo 84% iki 97%. Pooperacinis stebėjimas rodo, kad 65% sumažėjo sąnarių efuzijos, kurią sukelia terminis audinių pažeidimas, dažnis.

MTEP strategija ir filosofija

Mes laikomės mokslinių tyrimų ir plėtros filosofijos:Medžiagų apibrėžiamas našumas, konstrukcijų – funkcijosir sukurti keturmatę MIPS naujovių sistemą (Medžiagos-sąsajos-našumo sistemą). Horizontaliai bendros laboratorijos yra statomos su Medžiagų mokslo ir inžinerijos institutu (CAS) ir Tsinghua universiteto Tribologijos laboratorija, siekiant sutelkti dėmesį į fundamentinius medžiagų tyrimus. Vertikaliai sukonstruotas visos pramoninės grandinės techninis uždaras ciklas nuo miltelinės metalurgijos iki paviršiaus modifikavimo. Norint numatyti dangos sąsajos elgesį, naudojami išsamūs molekulinės dinamikos modeliai. Apskritai didžiausia pasaulyje artroskopinės chirurgijos vaizdo įrašų duomenų bazė sukurta analizuoti įvairių procedūrų ašmenų veikimo reikalavimus. Manome, kad milimetro tikslumą operacijose galima pasiekti tik supratus medžiagų elgseną atominiu mastu.

Ateities perspektyva

Per ateinančius penkerius metus išmaniosios medžiagos nuves skutimosi peiliukus į prisitaikymo erą. Kuriame jautrius formos atminties lydinio peiliukus, kurie automatiškai koreguoja pažangiausius kampus pagal audinių varžą, savaime galandančius keraminės matricos kompozitus, kurie nusidėvėjimo metu nuolat atskleidžia šviežius aštrius grūdelius, ir biologiškai aktyvuojamas dangas, kurios išskiria funkcinius jonus, kai jie liečiasi su pažeistais audiniais.

2027 m. pristatysime pirmąją išmaniųjų rankenų sistemą su blaškymosi stebėjimu realiuoju laiku, kuri pagal vibracijos spektro analizę numato likusį ašmenų tarnavimo laiką ir pateikia ankstyvus įspėjimus apie pakeitimą. Ilgainiui 4D atspausdinti asmeniniai peiliukai taps realybe, o netaisyklingi pjovimo briaunos bus tiksliai atspausdintos, kad atitiktų pažeidimo morfologiją, remiantis paciento KT duomenimis, ir bus užtikrintas tikrai pritaikytas chirurginis gydymas.