用于神经外科应用的聚合物基可操纵软心管设计

机器人可操纵的柔性外科工具相对于刚性工具具有多个优势，包括增强的灵活性、减少组织损伤以及能够在 minimally invasive 神经外科程序中生成非线性轨迹。许多现有的机器人神经外科工具是使用不锈钢或氮钛材料设计的。使用聚合物基材料可提供诸多优势，包括减少磁共振成像中的干扰、增强用于指导电力驱动仪器的安全性，以及由于内在柔顺性而减少组织损伤。已在机器人外科应用中使用多种聚合物材料，如聚酰亚胺、聚碳酸酯和弹性树脂。也提出了各种制造策略，包括标准微加工技术、热拉伸和 3D 打印。在我们之前的工作中，设计了一个tendon驱动、带缺口的软管，用于几种神经外科机器人工具，利用激光微加工技术降低软管在特定方向上的刚性。这种制造方法理想，因为它只有一步工艺、精度高，不需要洁净室或严酷化学品。过去的研究探索了用于外科应用（如支架制造）的聚合物材料激光微加工。本文中，我们探索了将激光微加工方法扩展用于神经外科应用中聚酰亚胺 (PI) 机器人可操纵软心管制造。利用本文中介绍的方法，我们制造了直径为 1.5 毫米外径 (OD) 的关节。制造了使用不同 OD 的 PI 软管的多个关节，并对制造的关节的加载行为进行了实验表征。