3D打印的外科器械雖簡單但實(shí)用
上周，一個名為Filip Jelínek的生物力學(xué)工程師展示了他用3D打印技術(shù)開發(fā)的一種醫(yī)療器械，這種器械與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，功能更強(qiáng)，應(yīng)用范圍更廣，而且制造成本更低。
放大后的DragonFlex塑料樣機(jī)展示尖端張開和旋轉(zhuǎn)兩個自由度;特寫畫面突出了5毫米與15毫米厚的兩種原型尖端之間的顯著差異。
Jelínek將該器械命名為DragonFlex，并將之作為他在代爾夫特理工大學(xué)（TU Delft）的博士論文的一部分。
DragonFlex是一種通過鎖孔操作的可控醫(yī)療器械，其設(shè)計(jì)是仿照EndoWrist仿真手腕，所謂EndoWrist是模仿人類的手腕可以通過人體的小切口進(jìn)行操作的外科工具。Jelínek的研究目的是要展示一種結(jié)構(gòu)簡單的手持式可轉(zhuǎn)向腹腔鏡抓鉗的設(shè)計(jì)，而且沒有纜線疲勞之虞，同時還能達(dá)到手術(shù)要求的足夠抗彎剛度。此外，Jelínek還想改善原有EndoWrist的可操作性和尺寸。
真實(shí)大小的DragonFlex原型部件，使用由陶瓷填充的環(huán)氧樹脂材料3D打印而成
“盡管它在前列腺切除術(shù)中的應(yīng)用很成功，但是EndoWrist的設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，容易導(dǎo)致鋼索疲勞，而且還會面臨滅菌消毒的問題以及很高的相關(guān)成本。所有這些都導(dǎo)致對于替代方案的客觀需求。”Jelínek在他的論文中說。
EndoWrist的前端為了模仿人類手腕的關(guān)節(jié)功能，使用了由多種材料制成的多個部件。而DragonFlex器械的末端只有幾個受兩根線纜驅(qū)動和約束的部件，這兩根纜線則被固定在手柄處。
真實(shí)大小的陶瓷DragonFlex原型只用了七個結(jié)構(gòu)部件就實(shí)現(xiàn)了7個自由度控制。
兩個正交平面關(guān)節(jié)使用了一種滾動連桿機(jī)構(gòu)，能夠使纜線繞在一個直徑比儀器軸大1.5倍的圓弧輪廓上。 滾動連桿具有均衡整個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸兩邊纜線受力的作用，從而使得這個3D打印工具的操作很流暢與輕松。此外，這種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)確保了纜線能夠使用更長的時間。而且這種智能關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)使得外科醫(yī)生只用兩根纜線就能完全控制7個自由度。
“這種DragonFlex概念設(shè)計(jì)，揭示了將增材制造用于手術(shù)器械制造的新可能性，這種設(shè)計(jì)功能豐富、裝配簡單、最適合一次性使用并具有與MRI兼容的潛力。”Jelínek總結(jié)說。
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