Službena objava postignuća

Službeno pokrećemo personaliziranu platformu za prilagodbu laparoskopskih troakara, označavajući promjenu paradigme od masovne proizvodnje do proizvodnje na zahtjev. Na temelju CT/MRI podataka o pacijentu i softvera za kirurško planiranje, platforma generira personalizirane dizajne troakara i isporučuje gotove proizvode unutar 72 sata putem 3D ispisa i precizne obrade u pet osi. Trenutno nudi više od 200 opcija prilagodbe koje pokrivaju dimenzije, kutove, zakrivljenosti, konfiguracije kanala i površinske funkcije, platforma je uspješno primijenjena na laparoskopske operacije za pacijente sa složenim anatomskim strukturama, uključujući one s poviješću višestrukih ranijih abdominalnih operacija, morbidnu pretilost i posebne tipove tijela.

Pozadina istraživanja i razvoja i bolne točke

Laparoskopski troakari standardne veličine ne zadovoljavaju potrebe svih pacijenata. Prosječna debljina trbušne stijenke azijskih žena kreće se od 2,1 do 3,5 cm, dok kod europskih muškaraca može doseći 4,5 do 6 cm, što dovodi do preplitke ili preduboke insercije s troakarima jedne veličine. Adhezije uzrokovane prethodnim operacijama mijenjaju anatomske slojeve, a troakari standardnog kuta povećavaju rizik od ozljeda. Specijalizirani postupci kao što je lobektomija kaudatusa zahtijevaju instrumentalne kanale s prilagođenim kutovima.

Studije pokazuju da otprilike 23% pacijenata mora pristati na kompromis pri korištenju standardnih troakara zbog anatomskih varijacija, a 7% zbog toga ima veće kirurške poteškoće. Tradicionalni ciklusi prilagođavanja traju 6-8 tjedana, ne ispunjavajući hitne kirurške zahtjeve.

Osnovne tehnološke inovacije

• Inteligentna analiza medicinske slike i tehnologija 3D rekonstrukcijeRazvijeni su namjenski algoritmi za automatsku identifikaciju slojeva trbušne stijenke (koža, potkožno masno tkivo, fascija, mišić, peritoneum) iz CT podataka s preciznošću od 0,3 mm. U kombinaciji s podacima o modulu elastičnosti tkiva, izračunavaju se optimalni putovi uboda i parametri troakara. Sustav obrađuje podatke jednog pacijenta u samo 8 minuta, povećavajući učinkovitost planiranja za 20 puta u usporedbi s ručnim radom.
• Aditivno-suptraktivna hibridna proizvodna tehnologijaKombinacijom 3D ispisa selektivnog laserskog taljenja (SLM) i petoosnog preciznog glodanja, složeno oblikovanje strukture i visokoprecizna završna obrada površine postižu se na jednoj platformi. Debljina sloja tiskanih troakara od legure titana kontrolirana je na 20 μm s gustoćom od 99,7%. Nakon toplinske obrade, mehanička svojstva su usporediva s kovanim dijelovima. Kritične površine za brtvljenje su mikromljevene kako bi se postigla površinska hrapavost od Ra 0,1 μm.
• Platforma za virtualnu kiruršku simulaciju i provjeru valjanostiVirtualno kirurško okruženje izgrađeno je na temelju anatomskih podataka pacijenta, omogućujući kirurzima simulaciju umetanja troakara prije operacije i procjenu operativnog prostora i interferencije instrumenata za različite dizajne. Daju se kvantitativni pokazatelji procjene, uključujući kut triangulacije, koeficijent interferencije instrumenta i stopu okluzije vidnog polja, kako bi se pomoglo u odabiru optimalnog rješenja.

Radni mehanizam

Temeljna vrijednost personaliziranih troakara leži uanatomska prilagodljivost. Dimenzionalno, duljina i konus troakara prilagođeni su prema debljini trbušne stijenke, raspodjeli masti i orijentaciji mišića kako bi se postiglo pristajanje u cijelom sloju. Kutno, aksijalni kutovi i bočne zakrivljenosti dizajnirani su na temelju položaja ciljnih organa i kirurških pristupa za optimizaciju triangulacije instrumenata. Mehanički se krutost troakara i tekstura površine prilagođavaju prema tvrdoći tkiva i statusu prianjanja kako bi se smanjile ozljede povezane s umetanjem. Za specijalizirane postupke kao što je hepatektomija, troakari s bočnim usisnim kanalima mogu se dizajnirati tako da integriraju odvod dima i manipulaciju instrumentima.

Provjera učinkovitosti

U kliničkom ispitivanju 127 složenih slučajeva, personalizirani troakari pokazali su izvanredne prednosti. U usporedbi sa skupinom standardnih troakara, stopa uspješnosti punkcije u prvom pokušaju porasla je sa 78% na 99%, srednje vrijeme punkcije skratilo se s 4,2 minute na 1,8 minuta, a komplikacije povezane s punkcijom smanjile su se s 11 slučajeva na 1. U teškim kolecistektomijama, troakari prilagođeni kutom od 30 stupnjeva poboljšali su 5 točaka ocjena zadovoljstva za izloženost Calotovom trokutu s 3,2 na 4,6. Procjene postoperativne slike otkrile su bolje poravnanje slojeva trbušne stijenke u skupini s personaliziranim troakarom, sa 67% smanjenjem incidencije defekata fascije. Analiza isplativosti pokazuje da iako personalizirani troakari koštaju 2,3 ​​puta više po jedinici, ukupni troškovi pojedinačnog slučaja smanjeni su za 18% kroz manje komplikacija i kraće vrijeme operacije.

Strategija i filozofija istraživanja i razvoja

U to čvrsto vjerujemonajprikladniji instrument je najbolji instrument, i izgradili su tri stupa personalizirane medicine: prvo, dizajn vođen podacima - uspostavljena je najveća baza podataka anatomije trbušnog zida na svijetu koja sadrži 3200 skupova 3D anatomskih podataka koji pokrivaju različite etničke pripadnosti, spolove, dobi i BMI; drugo, fleksibilna proizvodnja - modularna proizvodna linija smanjuje minimalnu ekonomsku veličinu serije na jednu jedinicu kako bi se ostvarila masovna prilagodba; treće, ko-kreacija kliničar-pacijent - kirurzi izravno sudjeluju u dizajnu putem platforme u oblaku, s 57 stručnjaka koji su do danas pridonijeli 213 poboljšanja dizajna. Razvili smoIndeks anatomske prilagodljivostisustav evaluacije za kvantificiranje podudaranja instrumenta i pacijenta u pet dimenzija.

Buduća perspektiva

Personalizacija laparoskopskih troakara razvijat će se u tri smjera: prvo, prediktivna personalizacija - genomika i radiomika koristit će se za predviđanje sposobnosti cijeljenja tkiva, omogućavajući površine troakara dizajnirane za promicanje oporavka; drugo, adaptivna personalizacija - materijali za pamćenje oblika i strukture promjenjive krutosti bit će razvijeni za prilagodbu svojstava unutar operacije u stvarnom vremenu; treće, proučavat će se obrasci rasta biointegrativne personalizacije - pacijentovih autolognih stanica na površinama troakara kako bi se postigla integracija između instrumenata i tkiva.

Naši 4D tiskani troakari koji su u fazi razvoja ući će u klinička ispitivanja 2026. godine, s unaprijed programiranom deformacijom pod tjelesnom temperaturom kako bi se prilagodili anatomskim promjenama unutar operacije. Dugoročno, laparoskopski troakari postat će "živi medicinski uređaji" koji koordiniraju popravak tkiva s pacijentima i na kraju se potpuno razgrađuju bez zaostalih stranih tijela.