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Technologie de bistouri à ultrasons articulé

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Une avancée majeure dans le programme national de R&D du ministère de la science et de la technologie

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Une avancée majeure a récemment été réalisée dans le cadre d'un projet relevant du programme national chinois de recherche et de développement, dirigé par Surgsci Medical Ltd. Après des années de recherche assidue, l'équipe du projet a pleinement satisfait à tous les indicateurs techniques et a résolu avec succès les problèmes liés au scalpel ultrasonique articulé, ce qui fait d'elle la première équipe au monde à maîtriser et à appliquer cette technologie de manière complète.

Alors que la chirurgie moderne progresse vers une invasivité et une précision minimales, les bistouris à ultrasons - avec leur mécanisme unique de coupe par vibration à haute fréquence - permettent la dénaturation instantanée des protéines et l'obturation simultanée des vaisseaux. Par rapport à l'électrocautère traditionnel ou à la coupe mécanique, cette technologie innovante réduit considérablement les saignements peropératoires et les complications postopératoires. Elle est largement utilisée en chirurgie générale, dans les procédures hépatobiliaires, en gynécologie, etc. Avec les progrès des techniques laparoscopiques et robotiques, les bistouris à ultrasons sont devenus indispensables à la chirurgie moderne.

Les points douloureux : Les exigences de l'innovation à partir des limites

Si les bistouris à ultrasons conventionnels présentent des avantages indéniables, leur conception à axe unique est devenue de plus en plus contraignante dans les scénarios chirurgicaux complexes. Les chirurgiens doivent souvent ajuster constamment l'angle de l'instrument lorsqu'ils opèrent dans des champs étroits, ce qui ajoute à la difficulté et prolonge la durée de l'opération. En outre, la compatibilité avec les systèmes robotiques reste insuffisante, ce qui entrave le développement d'environnements chirurgicaux intelligents.

Pour faire face à ces contraintes, il est urgent de mettre au point un scalpel ultrasonique à plusieurs degrés de liberté qui offre une plus grande maniabilité, améliore la précision chirurgicale et permet une application clinique plus large.

La percée : Un système de bistouri ultrasonique à plusieurs degrés de liberté

Le scalpel ultrasonique à plusieurs degrés de liberté (multi-DOF) est un nouveau dispositif chirurgical qui permet aux chirurgiens d'ajuster l'angle de coupe de manière dynamique, grâce à sa tête articulée. Cette innovation permet une navigation plus souple dans des régions anatomiques étroites et complexes, optimisant les trajectoires chirurgicales, réduisant la fatigue de l'opérateur et améliorant l'efficacité chirurgicale globale et les résultats pour le patient.

La tête peut s'articuler jusqu'à 90° en tangage et en lacet, offrant une flexibilité et une stabilité exceptionnelles sous différents angles chirurgicaux.

En raison des modifications apportées à la conception structurelle, les modèles traditionnels de transmission d'énergie ne peuvent pas être appliqués directement. Le défi majeur en matière de R&D est donc de savoir comment assurer une transmission efficace de l'énergie et des performances stables en matière de coupe et de scellement tout en réalisant un mouvement multi-DOF.

Bien que plusieurs entreprises aient proposé des concepts, aucun produit commercialisé n'a vu le jour jusqu'à présent.

Surgsci : À la tête de son premier programme national de R&D

S'appuyant sur ses solides bases en matière de développement de dispositifs médicaux haut de gamme, Surgsci a été sélectionnée pour diriger un projet dans le cadre de la priorité "Équipements diagnostiques et thérapeutiques et matériaux biomédicaux" du programme national clé de R&D de la Chine : l'initiative "All-Electric Multi-DOF Intelligent Ultrasonic Scalpel System Development" (développement d'un système de bistouri à ultrasons intelligent tout électrique et multi-doigts). Il s'agit d'un effort stratégique visant à faire progresser la technologie ultrasonique multi-DOF, à surmonter les obstacles techniques critiques et à ouvrir la voie à de nouvelles applications cliniques.

Principales avancées : Résoudre trois défis techniques majeurs

Le projet vise à mettre au point un scalpel ultrasonique de nouvelle génération caractérisé par une souplesse, une précision et une stabilité exceptionnelles. L'objectif ultime est de permettre une articulation multiaxiale complète de la tête du scalpel, tout en assurant une transmission efficace et stable de l'énergie ultrasonique.

Pour y parvenir, l'équipe s'est attachée à Augmenter l'efficacité de la conversion énergétique des matériaux céramiques piézoélectriques, améliorer les performances du transducteur, contrôler la température de fonctionnement et réduire la longueur et le diamètre du transducteur et de la lame pour une utilisation clinique.

À ce jour, des avancées significatives ont été réalisées. Surgsci a développé avec succès un prototype de deuxième génération doté d'une articulation multi-DOF, transformant des concepts de pointe en produits cliniques viables et jetant des bases précieuses pour de futures innovations.

Validation expérimentale : Accélération vers l'application clinique

Le scalpel ultrasonique multi-DOF a récemment fait l'objet d'essais ex vivo réussis sur des animaux à l'hôpital Ruijin, affilié à la faculté de médecine de l'université Jiao Tong de Shanghai. Les résultats ont validé la stabilité de la production d'énergie, la précision de la coupe et l'efficacité de l'obturation des vaisseaux sous différents angles, ce qui confirme la faisabilité et la stabilité de l'utilisation clinique.

Grâce à cette expérience, l'équipe a encore amélioré le système de contrôle de l'articulation, raccourci la longueur du segment de flexion et validé son efficacité pour les procédures peu invasives. Ces progrès constituent une base solide pour les essais cliniques à venir et fournissent des informations précieuses pour stimuler l'innovation dans l'industrie au sens large.

Regarder vers l'avenir : Pionnier de l'avenir de l'équipement chirurgical intelligent

La mise au point du bistouri ultrasonique articulé marque un tournant dans la technologie chirurgicale ultrasonique. À mesure que le projet "Système de bistouri ultrasonique intelligent multi-DOF tout électrique" progresse, chaque phase - du concept au prototype fonctionnel - reflète le dévouement et l'innovation de l'équipe de Surgsci.

Dans une perspective d'avenir, Surgsci vise à intégrer cette technologie de manière transparente aux robots chirurgicaux, permettant une collaboration de haute précision entre les bras robotiques et le scalpel multi-DOF. Cette synergie améliorera considérablement la précision et l'automatisation des interventions chirurgicales, en particulier dans les champs anatomiques étroits ou complexes.

Surgsci affine également la conception du scalpel afin d'améliorer la maniabilité dans les espaces restreints. Dans le prototype de troisième génération, le segment articulé a déjà été réduit à moins de la moitié de la longueur du modèle de deuxième génération, ce qui apporte une plus grande polyvalence aux chirurgies mini-invasives de haute précision et de grande difficulté.