在外科手術(shù)逐步向機(jī)器人時代邁進(jìn)的進(jìn)程中，一個棘手的問題長期困擾著醫(yī)生。當(dāng)外科醫(yī)生借助機(jī)器人輔助進(jìn)行手術(shù)時，雖能擁有高清視野和更強(qiáng)的操作穩(wěn)定性，但卻缺失了關(guān)鍵的觸覺反饋。特別是在機(jī)器人進(jìn)行縫合打結(jié)操作時，容易出現(xiàn)“力盲”現(xiàn)象。打結(jié)力度過緊，會使組織因缺血而壞死，甚至導(dǎo)致縫線斷裂；而力度過松，又可能引發(fā)滲漏，這無疑給手術(shù)的成功帶來了巨大挑戰(zhàn)。

為了攻克這一難題，中國科學(xué)院院士、浙江大學(xué)航空航天學(xué)院交叉力學(xué)中心主任楊衛(wèi)團(tuán)隊，聯(lián)合中國科學(xué)院院士、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院院長蔡秀軍團(tuán)隊，展開了一場跨學(xué)科攻關(guān)。歷經(jīng)三年時間，他們從多學(xué)科融合的角度深入研究，最終在手術(shù)縫線上找到了突破點(diǎn)，巧妙運(yùn)用一個“活結(jié)”，實(shí)現(xiàn)了對關(guān)乎手術(shù)成敗的“死結(jié)”的精準(zhǔn)控制。

浙江大學(xué)航空航天學(xué)院交叉力學(xué)中心教授李鐵風(fēng)對這一創(chuàng)新機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)介紹。他表示，若將一個活結(jié)和一個死結(jié)串聯(lián)在同一條縫線上，二者便能共享拉力。具體而言，當(dāng)醫(yī)生拉緊縫線時，活結(jié)的結(jié)點(diǎn)在解開瞬間會產(chǎn)生一個預(yù)設(shè)好的精準(zhǔn)峰值力，這個力會通過繩子迅速傳遞給另一頭的死結(jié)?；罱Y(jié)打開的瞬間，就如同向系統(tǒng)發(fā)出了一個明確信號：“力度已達(dá)標(biāo)，死結(jié)請在此刻鎖定！”

這一創(chuàng)新成果的背后，是來自力學(xué)、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、材料、機(jī)械、控制等多個不同學(xué)科的老師和同學(xué)們的共同努力。在跨學(xué)科思維的激烈碰撞與反復(fù)磨合中，研究團(tuán)隊進(jìn)行了上千次的設(shè)計迭代，成功完成了“基于活結(jié)的力學(xué)傳導(dǎo)機(jī)制”的程序構(gòu)建。并且，他們將這一獨(dú)特的力學(xué)“密碼”穩(wěn)定地融入外科縫線之中，研發(fā)出了活結(jié)智能縫線，真正實(shí)現(xiàn)了“活結(jié)”對“死結(jié)”的精準(zhǔn)賦能。

近日，這一具有重大意義的研究成果在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》上以封面文章的形式發(fā)表。目前，研究團(tuán)隊并未停下探索的腳步，他們正在積極構(gòu)建針對不同組織的力值數(shù)據(jù)庫，致力于開發(fā)適用于消化道、心血管、神經(jīng)外科等多個領(lǐng)域的機(jī)器人手術(shù)高精度縫合系列產(chǎn)品，為推動外科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。