创新的设备为人们带来了更多的操作可能，使其医生发现拥有更多的术技能，未来还有哪些创新技术科技，后续Medtech Dive 医潜将持续为大家更新。 来源：MedtechDive医潜，未经授权不得转载，且24小时后方可转载。 在医学上至关重要的一件事是安全性和对有助于使治疗过程有效的技术的需求，其为了更进一步，有关科学家们对此提出了 “最小的铜芯管机器人”，名为“Caturo”简称CTR是用于显微外科手术。 根据法国勃艮第弗朗什孔泰大学（UBFC）研究员Chibundo Nwafor表示说：“医学的主要趋势之一是对小型化智能设备的呼吁，因为我们已经见证了从具有刚性链接的大型复杂医疗机器人到简单手持版本的范式转变”。 为此，Nwafor和他的同事，包括团队负责人Kanty Rabenorosoa，法国贝桑松FEMTO-ST研究所自动控制和微机电系统系（AS2M）副教授，建造了一个有史以来最小的同心管机器人，他们命名为Caturo。 Nwafor说：“Caturo的诞生源于开发一种特殊的微型机器人的需求，这种微型机器人可以应对显微外科手术的艰巨挑战，最特别的是，需要微小的亚毫米开口的区域，以允许微型机器人进入难以到达的手术部位，而无需依赖周围环境或身体组织到达所需的部位”。 同心管机器人已经存在了大约十年，并且在微创手术（例如无疤痕手术）中展示了非常有趣的功能。事实上，在连续体机器人中，同心管机器人是最小的，可以实现高度可控的身体配置和运动。 同心管机器人 （CTR） 被认为在涉及体内密闭空间、高灵活性和 3D 路径跟踪的医疗应用中很有前途。其在医学上被称为主动插管，是连续体（即连续柔性）机器人家族中最小的成员之一。 同心管机器人是相互嵌套的同心预弯曲管，其配置由近端管端的平移/旋转控制由于管子的布置，当启动（在其近端平移/旋转）时，机器人骨干的配置随着管子的弹性相互作用而变化。 其随着时间的推移，它已经从手动系统发展到自动化系统，最早的原型是在1985年左右开发的。这个早期的原型由一个直的外管和一个预弯曲的内线（哺乳动物）组成。 后最终，该原型在2005年发展为机动版本。与连续体机器人系列的其他成员[具有肌腱、杆和圆盘，没有形状记忆合金 （SMA）、电活性聚合物 （EAP） 或气动骨干驱动型连续体机器人]相比，活动部件的结构组件只有同心管，这使得进一步小型化成为可能。 据悉在许多拟议的CTR应用主要集中在临床干预上，因为CTR的灵活性和部署能力可以部署在难以到达的手术部位，而现有的直式和刚性微创手术（MIS）器械无法到达。 事实上，其固有的且合规性使其能够安全地实施到医疗环境中。在这些拟议的应用范围可包括：颅底手术、腹部手术、神经外科、心脏外科、经血管手术、自然孔手术和泌尿外科手术等。其大多数拟议的CTR应用仍然专门用于医疗干预。然而，同时也可以在医学之外使用。 据了解其由于超弹性特性和生物相容性，目前大多数CTR都是由镍钛诺所制，该物质以简化形状设置，以减少摩擦从而利于线性弹性。为此多年来，CTR管的设计和制造一直依赖于镍钛诺。 镍钛诺具有柔韧性，弹性应变可达8-11%它具有超弹性，可以通过热定型预弯曲成任何给定的形状。其镍钛诺管可以通过空气炉或电焦耳加热来约束成所需的形状或模具。 因此，Caturo的特点是直径仅为0.09mm的毫米玻璃聚合物毛细管。“它的亚毫米尺寸在显微外科手术中开辟了广阔的前景，例如单端口，多机器人部署和复杂解剖结构中的3D运动，用于样本收集或药物输送，”Nwafor说。 CTR在市售直径方面存在一些技术限制，这决定了其可获得的曲率半径。用于预弯曲镍钛诺CTR管的制造和弯曲过程需要在炉中加热（通常为500°C20分钟）。 带图案的雕刻钢模具用于将管子限制在所需的形状，这可能不允许患者特定的、快速的现场制造。 此外，回弹效应使得难以精确控制获得的曲率，3D增材制造的进步为在CTR管原型制作中使用聚合物和塑料铺平了道路。对于医疗应用，与镍钛诺相比，现场和直接制造方法的可能性构成了患者特定和程序特定场景的主要优势。 由于机器人的有源部件由管子制成，因此与其他连续体机器人相比，此功能使其小型化，而连续体机器人可能不容易缩小规模。利用玻璃在微观尺度上的灵活性，该团队表示有可能为医疗应用开发新一代小型化连续体机器人。 使用预弯曲的光纤作为机器人的一部分，团队还可以将激光直接带到手术点，这在热处理和愈合方面具有潜力，而不会出现常规问题，例如视线挑战或需要镜子将激光反射到所需点。 其为了获得玻璃聚合物管的曲率，该团队在具有所需图案的3D打印模具中约束的玻璃毛细管上使用薄的热收缩聚合物的热处理。Nwafor补充说：“使用玻璃聚合物复合材料结构的优势包括低温形状设置，减少摩擦，低成本，生物相容性，以及为患者特定的现场制造进行快速，可定制的管原型的可能性。 Caturo 的能力通过各种演示进行了探索，例如通过 1 毫米宽的缝纫针进行受限路径部署以展示其机动性。 它在输送药物或执行活检等程序的能力在液体去除和输送操作中进行了测试。此外，使用单个鱼眼镜头进行实验测试，然后通过预曲线光纤传输激光。 这也表明Caturo在医疗应用中的众多前景，尽管下一阶段正在通过改进和可能在不久的将来实现商业化来进行临床试验。 据悉在确定了这个概念验证原型之后，该团队接下来将通过改进Caturo的设计来扩大医疗应用，包括增加预弯曲管的数量以提高灵活性，以及为各种外科任务微细加工不同的末端执行器。 Nwafor表示：“我们需要继续改进整个机器人系统，这可能需要三到四年的时间。与此同时，为了商业化，由Nitinol制造的同心管机器人最近已由Virtuoso Surgical商业化- 因此，我们相信拟议的预弯曲复合管的方法只会越来越受欢迎”。 创新的设备为人们带来了更多的操作可能，使其医生发现拥有更多的术技能，未来还有哪些创新技术科技，后续Medtech Dive 医潜将持续为大家更新。 |