脱附性医用高频电刀的研究现状及发展趋势丨JME封面文章

医用高频电刀通过刀头尖端电弧放电并产生热量完成组织的切割和止血工作，是外科手术中的重要工具。在手术过程中，高频电刀温度过高会使血液和软组织脱水结痂甚至炭化，粘连并包覆刀头，进而对手术过程和医疗效果产生严重影响。为能够有效解决医用高频电刀表面的生物组织粘连问题，国内外诸多学者开展了电刀表面的脱附性研究，具有明显疏血、散热降温、抗组织粘附等效果的仿生脱附性医用高频电刀已成为该领域的研究热点和重要发展方向。

科研工作者陆龙生、李凯凯、谢颖熙、万珍平、丁焕文、张志辉和汤勇在《机械工程学报》2020年第1期发表了《脱附性医用高频电刀的研究现状及发展趋势》(封面文章)一文，按照现有脱附性医用高频电刀的结构特点进行归纳分类并详细介绍其研究和应用现状，着重介绍和分析仿生高频电刀的动植物脱附模型，总结国内外关于高频电刀表面脱附结构或涂层的制造方法，分析讨论目前脱附性医用高频电刀所存在的问题，最后对其未来的发展趋势进行展望。

多步法制造医用高频电刀LIS脱附表面

重要结论

脱附性医用高频电刀由于其特殊的疏血、抗组织粘附和抑菌等功能，在外科、微创手术等医疗领域具有非常重要的研究与应用价值。目前，脱附性医用高频电刀的研究重心逐渐向仿生学过渡，相关研究处于初步探索阶段，其相关理论未成体系，制造技术尚未成熟，同时制得的脱附性高频电刀缺乏临床试验，缺少临床试验数据指导。国内北京航空航天大学张德远、陈华伟教授课题组和吉林大学韩志武教授课题组在高频电刀表面生物组织脱附功能的相关研究已取得了阶段性进展，而国外相关研究报道较少。结合当前脱附性高频电刀的研究现状和应用需求，今后可从以下几个方面进行研究。

(1) 加强对多场协同作用下普通高频电刀手术中生物组织的粘附行为分析，为构建脱附性医用高频电刀提供理论支持。高频电刀在手术过程中表面同时发生着液体(血液、组织液等流场)和固体(软组织、脂肪等)的粘附行为(粘附力场)，两者在电刀表面的粘附机制存在着一定差异，同时所以需要分别对表面存在的液体和固体粘附机制进行探索；基于电刀高频放电(电场)加热软组织进行切割和凝血的原理，分析在工作温度下(温度场)电刀表面血液和软组织发生的形态和性质变化，产生结痂和粘附现象的成因；综合分析温度场、电场、流场和力场等变化所引起的血液、软组织在高频电刀表面接触粘附行为的变化，确定温度场、电场、流场及力场等与粘附力、粘附质量等参数的关系。

(2) 加强对猪笼草唇缘区超润湿表面模型的系统性研究。目前该模型是学者们采用到电刀表面最为普遍的，通过在多孔微结构中填入润滑油，隔离电刀与生物组织，达到减少血液、软组织粘附的目的。因此，润滑液在微结构中的保留程度对刀具的脱附性能具有很大影响，通过分析、建立合理的微结构模型可以最大程度保留或输送润滑液，增强电刀的耐用性。此外，还须考虑手术时切割组织时的压力问题，压力过大会将生物组织挤入微结构中，影响电刀防粘脱附性能。

(3) 针对高频电刀的脱附性研究，可加强对仿生微结构模型的电、热力学性能研究。高频电刀主要通过刀尖放电并形成高温，用于组织切割及止血。不合理微结构的引入，会造成电刀温度分布不均，易造成组织高温灼烧、创面畸形、表面切割阻力增大等问题。因而，研究高频电刀表面微结构的电、热力学性能具有重要的指导意义。

(4) 寻求合理的脱附微结构或涂层的制造方法，发展新的、绿色的制造工艺。当前各类仿生结构的制造方法以工业应用居多，而仿生脱附性医用高频电刀应以人为本，寻求和发展绿色环保、无毒无菌无害的原材料、制造方法和工艺条件等是保证脱附性高频电刀品质的重要因素。

(5) 探索新的仿生脱附理论模型。大自然是神秘的，为我们生活、生产中的问题提供了许多行之有效的解决方案。师法自然，探索新的仿生脱附模型，可为仿生脱附性高频电刀的相关研究及应用开辟新的路径。

前景与应用

(1) 自然界具有优异脱附性能动植物的相关研究成果，不仅为构造医用高频电刀表面脱附结构或涂层提供了理论指导，而且引领脱附性医用高频电刀的相关研究步入了新的发展方向。可以预见，今后的脱附性高频电刀研究仍会以自然界的仿生脱附模型为重点，推动相关理论和技术进行创新。

(2) 目前医用高频电刀医疗市场占有率很高，且手术过程中血液、软组织粘附问题突出，研究和开发具有脱附功能的医用电刀，是解决该问题的主要方法。

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