软机器人活检工具在1个法语长度尺度上的3D微印方法通过EX SITU直接激光编写

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 儿科心脏活检对于诊断心肌疾病至关重要,但由于侵入性风险和难以进入小心血管而面临挑战.
• 传统的活检仪器难以在儿科心脏的复杂和狭窄的血管系统中导航,特别是左心室.

研究的目的:

• 引入创新的增材制造战略,开发专门为儿科心脏干预设计的双材料软机器人活检工具.
• 创建一个微观软机器人活检工具,能够精确地导航和操作细微的儿科心脏解剖学.

主要方法:

• 使用"现场直接激光写作 (esDLW) "进行3D微印,采用1法外径的双材料软机器人活检工具.
• 使用流体结构相互作用 (FSI) 模拟来优化材料选择 (软执行器的 IP-PDMS,刚性针的 IP-Dip2) 和工具几何.
• 进行了微流体加压试验以评估激活,并对牛心脏组织进行了ex vivo试验以评估透效率.

主要成果:

• 成功制造了一种软机器人活检工具,其外径为1法式,高度为1.5毫米,使用双材料3D微印.
• 通过微流体加压,在50kPa时达到最大51%的变形,通过微流体加压证明了精确的执行.
• 确认了牛心脏组织的成功透ex vivo没有机械故障,验证了该工具的有效性.

结论:

• 开发的双材料软机器人活检工具代表了增强儿科心脏干预的基础技术.
• 这种创新的增材制造方法为克服儿科心脏诊断中传统仪器的局限性提供了一个有希望的解决方案.
• 进一步的研究将集中在完善临床翻译的结构完整性和功能上.