@ 2015.05.16 , 09:35

有如章鱼触手般灵活的手术工具

当外科医师试图给那些难以触及的器官做手术时,他们通常不得不切数个切口好从不同角度来接近手术区,或者他们也会用牵开器将其他组织拿开。然而,意大利比萨圣安娜高等大学的研究人员们研发出了一种替代工具,这种受章鱼触手启发而被开发出来的灵活工具能在器官间蠕动,在手术的同时将碍事的器官隔开。

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触手工具原型由两个连接起来的模块组成,每个模块含有三个圆柱形气室。该工具可通过有选择性的改变这些气室的膨胀程度,来达到弯曲胳膊并将其延伸到不同方向(任何在它长度范围内的地方)的目的。

不过,为了将其它组织隔开,触手工具的灵活性也不能太强,至少不能一直具有这么强的灵活性,这也是为何它那具有弹性的内膜中会被加入颗粒材料(实际上加入的是咖啡粉)。一般情况下,这种材料应该具备轻易移动的特点,以便该设备保留其柔韧性。

给触手工具的内室营造出真空环境,由于空气被吸出,所有的咖啡粉会聚集在一起,材料的密度增加。这种被称作granular jamming(颗粒干扰)的现象会导致设备内部和设备本身变得僵硬,直到去除真空环境才会恢复原状。

触手工具的使用要点是刚开始在触手工具处于灵活状态时,在不需牵开器和其它工具的帮助下,将工作端靠近要做手术的地方。它会挤开手术区域的其它组织,接着将它变僵硬以维持这一状态。工作端的手术工具会通过执行程序来进行远程手术。

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在触手工具原型的测试中,它能弯曲255度角,延伸其宽松长度的百分之62,延伸百分之两百后它就会变僵直。它还能操控代表器官的水气球,在此过程中并未给水气球造成任何损伤。

领导研究的科学家Tommaso Ranzani博士表示:“传统的手术在单场手术中通常要求使用多种专业工具,比如抓紧器、牵开器、视像系统和解剖用具。我们认为我们的设备为未来能执行多种手术任务的设备奠定了基础,它能到达身体的偏远地区,安全地隔开目标手术区旁边的器官。”

关于章鱼触手工具的论文被发表在了《生物灵感和仿生学》上。该研究是欧洲STIFF-FLOP项目的一部分。

本文译自 gizmag,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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