Хирургические микроинструменты

Способности хируругического взаимодействия большинства микроактюаторов с биологическими тканями препятствует их неспособность выдерживать силы порядка 1 мН. Наиболее успешное использование микроактивации в хирургических инструментах - это применение высокомощных шаговых двигателей и резонансных микроструктур. МЭМС технология может использоваться для увеличения разнообразия возможностей хирургических инструментов (например, микронагреватели, микросенсоры, доставка и извлечение жидкости). Скальпель, управляемый пьезоэлектрическим микроактюатором - это инновационный пример использования МЭМС технологии в хирургических инструментах (рис. 13). Пьезоэлектрический шаговый двигатель позволяет точно управлять положением скальпеля. Используя способность измерять напряжение, испытываемое скальпелем во время резания, можно количественно определять и управлять фактической силой резанья. Ультразвуковой режущий инструмент, изготовленный с помощью объёмной микрообработки - это другой хороший пример использования МЭМС технологии для применения в хирургических инструментах.

 

Рис. 13

 

Пьезоэлектрический материал присоединяется к режущему инструменту для резонирования кончика устройства в ультразвуковой частоте. Только когда устройство приведено в действие оно будет быстро и легко резать даже жёсткие ткани (например застывший глазной хрусталик пациента с катарактой). Устройство, показанное на рис. 26, включает в себя встроенный микроканал через который можно при резании удалять жидкость и хирургические остатки.

Микрофильтры

Процесс используемый для производства обыкновенных фильтров, способных отбирать объекты микроуровня, неприменим из-за широкого статического разброса размеров объектов, которые могут проходить через фильтр. Микрообработка и МЭМС технология используется для создания фильтров, которые точно и однородно обработаны, и в которых значительно снижен статистический разброс проходящих объектов (рис. 14).

 

Рис. 14

Заключение

Технический прогресс движется вперед, и основное направление-мокроминиатюризация. Безусловно МЭМС технологии ждет большое будущее. Микромеханика позволит производить механические манипуляции с очень большой точностью на микроуровне, где обычная механика бесполезна.

Список литературы

1. Microsystem Engineering (Prof. Dr.-Ing. Kasper), http://www.tu-harburg.de/mst/deutsch/lehre/mikrosystemtechnik/mst_eng.shtml

2. Introduction to microelectromechanical systems, http://www-ee.uta.edu/Online/cbutler/MEMSWebpage/

3. perst.isssph.kiae.ru

4. Лацапнёв Е., Яшин К.Д., www.micromachine.narod.ru

5. Журнал "Микросистемная техника", www.microsystems.ru

6. Научно-исследовательская лаборатория микротехнологий и МЭМС СПбГУ, www.mems.ru

7. www.memsnet.org

8. www.trimmer.net

9. www.microbot.ru

10. www.nanonewsnet.com

11. www.nanobot.ru

12. Lyshevski S.E., “NANO- AND MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS - Fundamentals of Nano- and Microengineering”, CRC Press