【摘要】：高頻電刀是應用最普遍的一種載能微創(chuàng)手術器械,通過電極(刀頭)尖端產生的高頻高壓電流與肌體接觸時對組織進行加熱,實現肌體組織的分離和凝固,從而起到切割和止血的目的。但工作時電刀溫度過高,手術時活體組織受到高溫發(fā)生裂解、焦痂碳化,粘連在刀頭表面,影響手術效果或引起組織撕裂。傳統(tǒng)電刀防粘方法依靠簡單涂層技術、牙口優(yōu)化技術等,很難滿足微創(chuàng)醫(yī)療器械高效防粘要求。因此,本文依靠典型植物葉表面優(yōu)異特性,研究高頻電刀表面仿生防粘設計和制造。 本文選取蘇子葉和玉米皮為生物模本進行表面表征。蘇子葉表面具有拼圖狀版塊拼接而成的表面形態(tài),沒有二級結構。玉米皮表面具有相間分布的順向條狀形態(tài),上覆網格狀,且有二級微納結構,表面蠟質較多。蘇子葉和玉米皮表面分別為親水性和疏水性。植物葉表面粘附力由小到大排序為：新鮮玉米皮熱處理玉米皮新鮮蘇子葉熱處理蘇子葉。玉米皮表面脫附性能較蘇子葉表面較好,新鮮葉表面較熱處理后葉表面脫附性能好。即新鮮玉米皮具有良好的脫附性能和疏水性能,所以作為疏水、防粘、脫附的生物表面原型。 以天然新鮮玉米皮為模板,采用二次轉寫法,制得具有玉米皮表面微結構的仿生PDMS模板,能夠成功地在微米級的水平上真實地復制植物葉表面的微觀形貌。玉米皮正、反結構PDMS膜接觸角比光滑PDMS膜明顯增加,說明玉米皮表面微結構對于材料疏水性有積極作用。 用ANSYS軟件對玉米皮表面微觀形態(tài)進行實體建模,并進行穩(wěn)態(tài)熱傳導分析。研究表明：寬條紋上表面相對于窄條紋溫度稍高,熱流在寬條紋上傳遞多與窄條紋。間隙凹陷處相對于條紋頂部稍高,熱流流至間隙處時溫度降低于流至條紋頂部時。表面形態(tài)會增加表面積,有助于散熱。 綜合分析了玉米皮表面潤濕性、表面形態(tài)與接觸面積、應力、大氣壓強對防粘脫附的影響機理。玉米皮表面接觸角大,潤濕性差；具有表面復合非光滑形態(tài)結構；產生應力集中以及熱應力；表面結構和內部吸附空氣,都減弱了接觸界面粘附力。 設計了圓形和條形相間分布的電刀表面仿生形態(tài),采取激光加工的方法,在刀頭表面雕刻仿生形態(tài)。用高頻電刀設備進行載能模擬電切測試,分析電刀頭的粘附質量與表面形態(tài)關系。極差分析結果的最優(yōu)組合為Z11Z22Z33,因素主次順序為Z2Z3Z1�；貧w分析建立粘附質量與表面幾何參數的回歸方程為y=5.9325+0.03221-0.025122+0.003823。 試驗分析了不同功率和電切時間對組織的致熱效應。在16-64W的電切功率和1-6s的電切時間下,刀頭粘附質量逐漸減小。當電切功率過低或時間過短時,電流積累的熱量達不到組織的變性溫度；溫度一定時,組織脫水固化；溫度過高時,組織炭化。
【圖文】：

圖 1.1 球面與平面間形成的液體彎月面面接觸的微凸體看作半徑為 的球面，當接觸點產生拉普拉斯力為： 2 1(-1 1-1 2) 體的接觸角 1= 2= ，則表面張力的法向分量 = 2 13 3 ( ) 般較小，�？珊雎圆挥�，因此彎月面力可表示為 = = 4 1-1 的作用與接觸面的尺度緊密相關，上述公式只有用。附狀態(tài)

圖 1.2 表面間的濕性接觸：(a)三維粗糙表面接觸；(b)實際接觸區(qū)域；(c)圍繞粗糙點的毛細液體橋粗糙度的分布函數為 ( )服從 Gauss 分布， 為峰頂與液體的接觸角，，液體的表面張力為 ，液膜厚度為每個微凸體產生的彎月面力( ) 加和得到總彎月面力 = ∫( ) ( ) = 2 (1 -1 )∞ ∫ ( ) ∞ 為名義上發(fā)生接觸的凸峰數。那么 = 為名義月面力 、外部載荷 與接觸面間距 的關系為： = =43 12 ∫ ( )32 ( ) ∞ 粘附的主要因素
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH777

【參考文獻】

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本文編號：2531854