[實用新型]基于生物3D打印技術的切割修復一體化手術機器人

有效

• 申請號: 201620979805.X
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN206491869U
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 賴雪聰;徐銘恩;倪孝杰;王玲
• 申請（專利權）人: 杭州捷諾飛生物科技有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 何龍

技術領域

本實用新型涉及醫療器械技術領域，特別涉及一種基于生物3D打印技術的切割修復一體化手術機器人。

背景技術

生物3D打印技術，是一種累積制造技術，即快速成形技術的一種，它是一種數字模型文件為基礎，運用生物細胞或生物構造塊，通過“按需打印”一層層的生物細胞或生物構造塊來制造真正的活體組織或人體活器官的技術。

細胞三維受控組裝，是將活細胞與生物相容性較好的基質材料共混，裝入針管或噴腔，利用離散－堆積成形原理，通過快速成形技術按事先設計的立體網格結構將細胞/基質由針頭擠出或噴頭噴出，形成特定的三維結構；利用明膠、纖維蛋白等基質材料的物理、化學特性保持成形后的三維結構穩定，細胞在三維結構中繼續存活、增殖、連接等，其中三維結構中細胞/基質的粗細度可控制在幾微米到幾百微米、或更寬的范圍內。此技術廣泛應用于人體組織與器官的修復和重建(再生)、藥物檢測、生物體微系統和生物傳感器等諸多技術前沿方面。

例如，傳統的骨科手術需要主刀醫生根據臨床經驗對患者病變骨骼進行切削或鉆銑，部分缺損修補手術更是需要主刀醫生從患者身上取骨頭，現場粘接、拼合填補缺損部位，修補完善的程度則全靠主刀醫生的業務水平。

然而，本申請發明人發現，傳統的手術過程存在無法精確定位和修復的問題，即手術過程中的所有切割和修復工作都只能根據主刀醫生的臨床經驗判斷，從而對主刀醫生的臨床經驗有極高的要求。

因此，如何提供一種基于生物3D打印技術的切割修復一體化手術機器人，以既能夠實現對骨骼的原位打印再造，又能夠用來輔助主刀醫生進行高精度定位切割和原位修補，成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于生物3D打印技術的切割修復一體化手術機器人，以解決傳統的手術過程存在無法精確定位和修復的技術問題。

本實用新型提供一種基于生物3D打印技術的切割修復一體化手術機器人，包括：控制臺；工具頭組件；所述工具頭組件設置在所述控制臺上，且至少包括有手術刀具工具頭、三維掃描工具頭和生物3D打印工具頭；所述手術刀具工具頭用于鉆孔、切割、打磨及定位持械，所述三維掃描工具頭用于掃描手術中的創面和缺損，所述生物3D打印工具頭用于擠出生物材料或活細胞以修復、填補、粘合手術中的缺損；機械臂；所述機械臂設置在所述控制臺上，所述機械臂用于抓取、切換所述手術刀具工具頭、所述三維掃描工具頭和所述生物3D打印工具頭，并帶動所述手術刀具工具頭、所述三維掃描工具頭和所述生物3D打印工具頭沿所需的工作路徑移動；控制器；所述控制器與所述機械臂連接，所述控制器用于控制所述機械臂的工作狀態及運動路徑。

實際應用時，所述基于生物3D打印技術的切割修復一體化手術機器人還包括：力反饋操作手柄；所述力反饋操作手柄與所述控制器連接，且所述手術刀具工具頭上設置有力學傳感器。

其中，所述基于生物3D打印技術的切割修復一體化手術機器人還包括：圖像處理器；所述圖像處理器與所述三維掃描工具頭和所述控制器連接，所述圖像處理器用于將所述三維掃描工具頭獲取的創面信息和缺損信息轉換為三維數據，并發送給所述控制器。

具體地，所述基于生物3D打印技術的切割修復一體化手術機器人還包括：手術臺；所述手術臺上設置有與所述圖像處理器連接的攝像機，所述攝像機用于獲取所述手術臺上的患者的手術信息和形體信息，并發送給所述圖像處理器。

進一步地，所述圖像處理器還用于將所述攝像機獲取的所述手術信息和所述形體信息轉換為三維數據，并發送給所述控制器。

實際應用時，所述基于生物3D打印技術的切割修復一體化手術機器人還包括：抽吸裝置；所述抽吸裝置用于清理手術過程中溢出的體液和/或骨粉殘渣。

其中，所述手術刀具工具頭中內置有電動驅動器。

具體地，所述生物3D打印工具頭為氣源使能或電動使能。

進一步地，所述機械臂為多臂結構。

更進一步地，所述工具頭組件還包括：微創骨科手術工具頭。

相對于現有技術，本實用新型所述的基于生物3D打印技術的切割修復一體化手術機器人具有以下優勢：