انتشار رسمی دستاوردها

ما یک تجزیه و تحلیل عمیق از مهندسی سیستم‌های یکپارچگی سطح انجام می‌دهیم، مرحله اصلی پس از پردازش برای فک‌های فورسپس جراحی رباتیک. از طریق فرآیند ترکیبی الکتروپولیش دقیق و تمیز کردن مافوق صوت چند مرحله‌ای، ما نه تنها یک روکش آینه‌مانند به فک‌های فورسپس ارائه می‌دهیم، بلکه حالت شیمیایی سطح، مورفولوژی فیزیکی و ویژگی‌های انرژی آن‌ها را در مقیاس میکرو تغییر می‌دهیم. این امر ضرایب اصطکاک بسیار پایین، مقاومت در برابر خوردگی و چسبندگی فوق‌العاده، و تمیزی بیولوژیکی در حد کاشت را برای ابزارها به دست می‌آورد، پایه‌ای محکم برای استریل‌سازی طولانی‌مدت، مکرر و استفاده بالینی ایجاد می‌کند.

پیشینه تحقیق و توسعه و نکات کلیدی درد

سطح ابزارهای جراحی، به ویژه فک‌های فورسپس رباتیک قابل استفاده مجدد، برای اطمینان طولانی‌مدت، ایمنی و پایداری عملکرد آنها بسیار مهم است. سطوح ماشینکاری شده دارای ریز سوراخ ها، علائم ابزار، اعوجاج شبکه در مواد لایه سطحی و آلاینده های جاسازی شده هستند. این نقص ها منجر به چهار خطر عمده می شود: اول، افزایش اصطکاک بافتی، عملکرد ناصاف و خطر بالاتر آسیب بافتی. دوم، بسترهایی برای بیوفیلم‌های باکتریایی و باقی مانده‌های پروتئینی که تمیز کردن و ضدعفونی کامل آن‌ها دشوار است و خطرات عفونت متقاطع را افزایش می‌دهد. سوم، غلظت جریان و گرمای بیش از حد روی سطوح ناهموار در طول انعقاد الکتریکی، تشدید چسبندگی بافت و سایش الکترود. چهارم، حساسیت به شروع خوردگی در مناطق معیوب تحت استریلیزاسیون شدید بخار فشار بالا مکرر. پولیش مکانیکی معمولی ممکن است در حین وارد کردن آلاینده‌های جدید، عیوب را بپوشاند. بنابراین، فرآیندی لازم است که به طور اساسی یکپارچگی سطح را بهبود بخشد و به پاکیزگی ذاتی دست یابد.

نوآوری های فناوری اصلی

عملیات سطحی ما یک فرآیند فیزیکوشیمیایی دقیق تنظیم شده است:

الکترو پولیش دقیقبه جای آبکاری ساده، این شامل انحلال الکتروشیمیایی کنترل شده است. فک فورسپس در الکترولیت فرموله شده مخصوص به عنوان آند غوطه ور می شود. تحت ولتاژ، جریان، دما و مدت زمان دقیق تنظیم شده، برآمدگی‌های ریز روی سطوح فلزی چگالی جریان بالاتر و نرخ انحلال سریع‌تری را نشان می‌دهند، در حالی که فرورفتگی‌ها کندتر حل می‌شوند. این اثر انحلال انتخابی اوج به آرامی چندین میکرومتر از مواد سطح را حذف می‌کند، و علائم ماشینکاری و ریز سوراخ‌ها را برای ارائه سطوحی با مسطح بودن سطح اتمی برتر از بین می‌برد. مهمتر از آن، این فرآیند یک لایه اکسید غیرفعال یکنواخت و غنی از کروم را بر روی سطوح فولادی زنگ نزن تشکیل می‌دهد. برای آلیاژ تیتانیوم، یک لایه دی اکسید تیتانیوم با زیست سازگاری عالی تشکیل می شود.

تمیز کردن التراسونیک چند مرحله ایپس از الکترو پولیش، تمیز کردن اولتراسونیک چند پاس با استفاده از محلول های مختلف انجام می شود. جریان کار با مواد شوینده قلیایی برای از بین بردن چربی شروع می شود، به دنبال آن شستشو با آب یونیزه شده، و در نهایت درمان با الکل با خلوص بالا یا خشک کردن خلاء در صورت نیاز آغاز می شود. مکانیسم کلیدی تمیز کردن اولتراسونیک کاویتاسیون است: امواج صوتی با فرکانس بالا حباب های خلاء میکروسکوپی بی شماری را در مایع ایجاد می کنند که فوراً نیروهای ریز جت را منفجر می کنند. اینها به کوچکترین شکافها، فضای داخلی لولاها و شکافهای دندانی فک فورسپس نفوذ می کنند تا الکترولیت باقیمانده، ذرات فلزی و مواد آلی را کاملاً از بین ببرند. این فرآیند تمیز کردن فیزیکی به مواد پایه آسیب نمی رساند.

اصلاح انرژی سطحیاز طریق کنترل فرآیند، آب دوستی یا آبگریزی سطوح نهایی را تنظیم می کنیم. برای مثال، پس از درمان خاص، سطوح فوق آبدوست یا نسبتاً آبگریز تولید می‌کند و رفتار پخش و باقیمانده مایعات بافت حین عمل را بر روی ابزار تنظیم می‌کند تا چسبندگی بافت را کاهش دهد.

مکانیسم های عمل

مکانیسم اصلی این فرآیند در بهینه‌سازی سه ویژگی سطحی نهفته است: مورفولوژی هندسی، حالت شیمیایی و انرژی سطح. الکتریسیون ابتدا مورفولوژی هندسی را با تبدیل سطوح ناهموار و چند قله‌ای به سطوح صاف و بدون نقص بهینه می‌کند، سطح تماس واقعی و آسیب مکانیکی را کاهش می‌دهد و اثرات آسیب دیدگی بافت را در طول تماس با بافت کاهش می‌دهد. در همین حال، با تولید لایه‌های غیرفعال بسیار خنثی شیمیایی که در برابر فرسایش ناشی از مایعات بدن و ضدعفونی‌کننده‌ها مقاومت می‌کنند، وضعیت شیمیایی را بهینه می‌کند. تمیز کردن اولتراسونیک با حذف ذرات خارجی که ممکن است باعث واکنش‌های بیولوژیکی شوند، تمیزی مطلق سطح را تضمین می‌کند. انرژی سطحی کم (یا قابل کنترل) حاصل از چسبندگی محکم غیراختصاصی بیومکرومولکول‌ها مانند پروتئین‌ها و باکتری‌ها جلوگیری می‌کند. هم افزایی این سه عنصر یک رابط بیولوژیکی صاف، خنثی و تمیز ایجاد می‌کند و ابزار را قادر می‌سازد تا واکنش‌پذیری بیولوژیکی کم در بدن انسان، سهولت تمیز کردن و استریل‌سازی و عملکرد پایدار را نشان دهند.

تایید اثربخشی

آزمایش‌های پروفیلومتر سطح نشان می‌دهند که مقادیر Ra زبری سطح از بالای 0.4 میکرومتر به زیر 0.1 میکرومتر پس از پرداخت الکتریکی کاهش می‌یابد. آزمایشات الکتروشیمیایی (به عنوان مثال، پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی) یک تغییر مثبت در پتانسیل خود خوردگی، پهنه های غیرفعال سازی گسترده و مقاومت در برابر خوردگی حفره ای به طور قابل توجهی افزایش یافته است. تست های چسبندگی باکتری ها (مثلااستافیلوکوکوس اورئوس) کاهش بیش از 90٪ در چسبندگی باکتری ها در سطوح تحت درمان را نشان می دهد. آزمایش‌های انعقاد الکتریکی شبیه‌سازی‌شده، کاهش بیش از 50 درصدی وزن چسبندگی بافت را برای فک‌های دوقطبی درمان‌شده نشان می‌دهد. دقیق‌ترین اعتبار از تأیید تمیز کردن و آزمایش باقی‌مانده پروتئین، با محصولات ما مطابق با استانداردهای سختگیرانه مانند AAMI ST79 است. بازخورد بخش‌های تامین استریل مرکزی بیمارستان (CSSD) نشان می‌دهد که فک‌های ما با نرخ عبور بازرسی بصری بالا و کاهش عملکرد آهسته در طول عمرشان راحت‌تر تمیز می‌شوند.

استراتژی تحقیق و توسعه و فلسفه

ما معتقدیم:کیفیت سطح یک ساز تعیین می کند که چقدر هماهنگ با موجودات زنده تعامل دارد.استراتژی ما به جای یک مرحله کمکی پس از پردازش، عملیات سطح را به عنوان یک فرآیند اصلی به اندازه ماشینکاری دقیق در نظر می گیرد. ما روی تحقیق و توسعه فرآیند و تجهیزات سرمایه‌گذاری می‌کنیم تا با دقت مدیریت واکنش‌های شیمیایی، تمام پارامترهای پولیش الکتریکی را دقیقاً کنترل کنیم. ما تمیز کردن اولتراسونیک را به عنوان پاکسازی نهایی می دانیم و روش های متعددی را برای اطمینان از تمیزی مطلق اتخاذ می کنیم. هدف ما ایجاد یک خط دفاعی بی نقص در مقیاس کوچک است که ابزارها را قادر می سازد تا به طور ایمن و قابل اعتماد در مقیاس کلان خدمت کنند.

چشم انداز آینده

در آینده، ما از سطوح محافظ غیرفعال به سطوح با عملکرد فعال پیشرفت خواهیم کرد. جهت‌های تحقیقاتی پیشرفته شامل توسعه فن‌آوری‌های اصلاح سطح با یون نقره یا یون مس با عملکردهای طولانی‌مدت ضد باکتریایی است. طراحی پوشش های هوشمند که به طور خودکار عوامل ضد چسبندگی را در طول انعقاد الکتریکی آزاد می کنند. در حال بررسی استفاده از فناوری سطوح متخلخل با تزریق مایع لغزنده (SLIPS) بر روی فک‌های فورسپس برای دستیابی به اصطکاک و چسبندگی بافتی تقریباً صفر است. ما همچنین اثرات ساختارهای میکرو نانو سطحی را بر رفتار سلولی مطالعه خواهیم کرد و سطوح بیونیک را توسعه خواهیم داد که ترمیم بافت هدفمند را ارتقا می‌دهند. چشم انداز ما این است که سطوح فک های انبرپس جراحی رباتیک را به رابط های بیولوژیکی هوشمند قابل برنامه ریزی تبدیل کنیم که به طور مفید با بدن انسان درگیر شوند.