用于灵巧心导管的无毒、变刚度螺纹

用于灵巧心导管的无毒、变刚度螺纹
叶戈尔·皮斯卡列夫(Yegor Piskarev)是EPFL智能系统实验室的博士生。导管的柔韧性和刚度可以在操作过程中进行调整。图片来源:Alain Herzog / EPFL

EPFL和ETH的工程师开发了一种由无毒螺纹制成的可变刚度导管,可以在手术过程中在软硬状态之间转换。它可能使微创手术干预,包括心律失常的治疗,变得更简单、更有效。

导尿管用于许多外科手术,因为它是微创的。例如,治疗——-外科医生可以使用一种特殊的导管进入心脏,而不是打开病人的胸部。导管插入动脉,引导到治疗区。

目前,不同类型的方法是存在的,但它们都有局限性。例如,现有的临床磁导管一次只能向一个方向弯曲,没有所需的灵活性。由Dario Floreano教授领导的工程学院智能系统实验室(LIS)的博士生Yegor Piskarev说:“如果导管的某些部分可以非常柔软,可以自由弯曲并到达困难的区域,特别是在开容积手术中,这将是很有帮助的。”然而,这些相同的部分也应该变得严格的命令启用或者对处理区施加更好的压力。”

弹性或刚性取决于温度

因此,EPFL的工程师和他们的苏黎世联邦理工学院的同事设计了一个导管原型,其灵活性和刚度可以在操作过程中调整。该仪器配有两个节段,可实现单独的刚度变化。每个部分由三层组成。最里面的一层由一根管子组成,里面装着操作导管和冷却系统所需的电缆。中心层由导电形状记忆聚合物制成,它同时充当加热器、温度传感器和可变刚度基板。外层由硅胶制成,封装了仪器。这种简单的结构允许制作直径为2.3毫米的导管,使其适合心脏手术。工程师们使用了一种被称为“浸渍技术”的制造方法来制造他们的原型,这种方法已经在生物医学中广泛应用,并且已经完成了初步测试,以确保材料无毒。

原型机是为远程磁导航设计的。导管的尖端装有一个小磁铁,它可以通过一个.Dario Floreano说:“通过选择性地软化和加强单个节段,导管可以在导航过程中更好地适应身体,并在需要时保持所需的弧度。”外科医生在操纵杆的帮助下控制导管的运动。然而,也有其他的选择——手动导管没有磁铁,而是手动引导;外科医生使用x射线连续生成导管的图像,并知道它在任何给定时刻的位置。皮斯卡列夫说:“远程磁导航是一种较新的、较不常见的方法,但似乎更有效。”“它可以防止外科医生在成像过程中暴露在x射线下,而且操纵杆操作更简单,也更容易掌握。”

工程师的概念仍在开发中。他们的初步发现发表在先进功能材料


进一步探索

最小的可引导导管

更多信息:一种用于微创手术的导电相变聚合物变刚度磁导管,先进功能材料(2022)。DOI: 10.1002 / adfm.202107662
期刊信息: 先进功能材料

引用:用于灵巧心导管的无毒、变刚度螺纹(2022,3月21日),于2022年10月25日从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-03-nontoxic-variable-stiffness-threads-dexterous-cardiac.html检索
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