新型内镜连续止血闭合器械的设计与分析

目的设计一种新型内镜连续止血闭合器械,并进行有限元分析,验证其是否满足实现组织闭合功能的设计要求。方法在器械抓钳聚拢目标组织后推送金属夹,使其部分穿透组织,通过金属夹与抓钳内壁的相互挤压强迫金属夹细臂弯曲闭合,完成施夹后金属夹留在组织上,并对金属夹施加2 mm反向位移。设定金属夹材料弹性极限为239.0 MPa,抗拉强度为901.0 MPa。结果在穿刺组织过程中金属夹没有发生变形,最大应力为212.6 MPa;在闭合过程中变形符合设计预期,最大应力为727.7 MPa;在反向2 mm位移下金属夹最大应力为75.8 MPa。金属夹在施夹过程和2 mm位移作用下材料均未失效,最大总应力为741.0 MPa。结论设计的新型内镜连续止血闭合器械能够一次性施放4个金属夹,具备用于聚拢组织的独立抓钳,能够减少更换金属夹的时间并提高施夹准确性,同时有限元方法验证了器械在使用过程中是安全可靠的。     

新型内镜连续缝合器械的结构改进及分析

目的设计一种新型内镜连续缝合器械,用以克服现有内镜缝合器不能一次性连续释放金属夹的不足,并对内镜缝合器的抓钳提出两种改进方案,通过有限元分析方法,验证其改进后的组织抓持效果。方法比较分析对齿(原有,抓钳A)、交错齿(抓钳B)、折角交错齿(抓钳C)3种结构抓钳在抓取胃壁组织时,组织受到的压力大小及其分布;然后对组织施加7.5 mm拉伸位移,模拟闭合时器械运动以及组织回弹过程的影响。结果抓钳A、B闭合组织时,最大应力发生在距离转轴最近的第1对齿上,分别为10.39、10.11 kPa。抓钳C闭合组织时,最大应力发生在第2对齿上,为11.35 kPa。抓钳A、B作用的组织,距离转轴越远,其受到抓钳齿的压力越小。而在抓钳C作用下,器械-组织接触面的压力峰值几乎没有变化。在拉伸位移的作用下,抓钳C没有滑脱;而抓钳A、B拉伸位移分别达到5.0、6.5 mm时从组织上滑脱。结论折角交错齿结构的抓钳闭合时对组织的压力峰值较为稳定,在远离转轴的组织上也能提供充分接触,增大了器械-组织界面的摩擦力,使得抓钳具有更好的抗滑脱能力,提高连续缝合器械的闭合效果。     

大肠组织端端吻合的有限元建模与分析

目的分析吻合钉成钉高度与组织损伤和吻合压力之间的关系,为医生选择合适的吻合钉钉匣及成钉高度提供理论依据和指导,提高手术的安全性。方法分析吻合钉与大肠组织交互作用,并建立大肠端端吻合的有限元模型,比较壁厚为1.0~1.5 mm的大肠组织在4种不同成钉高度时的应力分布以及径向平均应力变化。结果壁厚为1.2、1.3、1.4、1.5 mm的大肠组织,在对应成钉高度为1.0、1.1、1.2、1.5 mm时,吻合面径向平均应力分别为56.0、58.6、59.7、57.3 k Pa,与最佳吻合压力58.8 k Pa接近;最大应力出现在吻合钉与组织接触位置,其值分别为2 783、1 750、1 940、2 030 k Pa。结论吻合手术不能完全避免组织损伤,应力集中一般存在于组织与吻合钉接触的区域;将组织压缩50%~60%时成钉,吻合效果最优。     

内镜缝合器械的临床应用和技术评估

目的：内镜缝合器械现已成为消化内镜治疗的重要组成部分,主要用于治疗消化道急性出血,医源性、非医源性穿孔,修复缺损组织或作为其他治疗手段的辅助工具。本文介绍了内镜缝合器械的临床应用与技术,并对现有产品进行对比,总结各类产品的优势及缺陷,为临床医师及研发人员提供参考。方法：内镜缝合器械分为内镜金属夹和内镜专用缝合器,内镜金属夹还可分为经内镜钳道金属夹和内镜外金属夹。结果：金属夹的体积小、操作简便、效果可靠,多用于快速止血及小穿孔闭合,其中内镜外金属夹的夹闭效果优于经内镜钳道金属夹;缝合器能实现全层固定,用作组织固定的效果优于金属夹,但器械本身体积较大、成本高、操作复杂,现多用于GERD的内镜治疗和大面积组织的修复和固定。结论：内镜缝合器与内镜金属夹在其应用范围内都具有良好的治疗效果,但也分别存在一些问题。金属夹的改进要着重于实现全层夹闭和连发,缝合器需要加强其柔顺性能并降低使用成本。相信随着科技的发展,未来的内镜缝合器械会越来越完善。     

典型胸主动脉裸支架的力学性能

目的 研究两种胸主动脉镍钛裸支架（Ze、Fa支架）的力学性能,为裸支架的设计和临床选择提供理论依据。方法建立两种裸支架的有限元模型和实物模型。分别完成两种裸支架弯曲、径向力和模拟使用的有限元分析,并进行对应的实物模型测试。通过实测结果验证有限元分析的准确性,预测支架植入后血管的应力和应变。结果 有限元分析表明,Ze、Fa支架弯曲90°时截面扁平率分别为3.83%和18.83%（实测为8.57%和14.27%）,弯曲180°时截面扁平率分别为12.02%和23.72%（实测为14.37%和23.35%）。Ze、Fa支架在心脏收缩期最大径向力分别为33、429 N/m（实测为31、433 N/m）,在心脏舒张期最大径向力分别为27、146 N/m（实测为29、179 N/m）。Ze、Fa支架在植入后对血管造成的最大应力分别为4、18 kPa,最大应变分别为4.17%和13.92%,最大直径扩张率分别为103%和898%。有限元分析和实测结果无显著性差异（P>0.05）。结论Ze、Fa支架植入后对健康血管造成的最大应力、应变在许可范围内。Ze支架的弯曲性能较优,适合被植入弯曲血管。Ze支架径向力较弱,适合被作为仅提供内膜支撑的Petticoat支架。较强的径向力有助于加强Fa支架在血管内的稳定性,降低脊髓缺血风险,故Fa支架适合被作为限制性裸支架。