《基於電熱效應原理的生物組織融合連線技術研究》是依託哈爾濱工業大學，由李立青擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於電熱效應原理的生物組織融合連線技術研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李立青
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用高頻電流作用於生物組織產生熱效應原理的雙電極電外科組織連線技術具有大量臨床需求，但目前利用電熱效應連線的組織尚有連線不牢、連線一致性較差、存在一定程度熱損傷等問題。根據雙電極手術過程與電火花加工及電阻焊接加工具有的相似性，本項目擬採取生物醫學製造方法解決此問題，將生物組織看成是作用於兩極間的具有一定電阻值的工件，結合生物組織特點從製造角度研究組織電熱連線問題。項目將研究在電、機械等參數作用下的組織熱屬性、組織連線規律及性能，明確加工參數與組織熱連線失效的關係，實現組織連線參數最佳化及連線效果一致性；對比研究射頻電流作用下的組織連線效果，明確組織連線機制；建立生物組織電熱連線的有限元熱模型，預測組織熱加工性能，以減少熱量對組織及神經的損傷。本項目擬解決目前電熱連線生物組織的質量及其控制的關鍵問題，是國際上電熱連線組織的前沿課題，在外科手術中具有廣闊的套用背景，具有重要的理論研究和現實意義。
結題摘要
血管閉合技術是雙極電外科技術在臨床中的重要套用。血管閉合技術是指將高頻交流電作用於血管並在一定的機械壓力作用下使血管壁相對，利用組織的電熱效應使血管中的膠原蛋白和彈性蛋白變性，從而使血管壁相互融合連線在一起。血管閉合技術的發展極大地促進了最小化創傷手術的發展。但是血管閉合技術並未取得最佳組織效應，側面熱損傷、粘連等問題需要進一步解決。目前先進雙極血管閉合技術只為少數幾個公司所擁有。我國對雙極血管閉合技術研究薄弱。鑒於目前血管閉合技術存在的問題及我國對該技術的研究現狀，本項目對血管閉合的組織效應展開研究。首先，採用準穩態平板法對家豬離體血管組織的熱傳導率進行了測試研究，獲得了家豬主動脈在50-90℃範圍內的熱傳導率變化特點。研究發現血管的熱傳導率在溫度小於83℃之前隨著溫度的上升緩慢的上升，當溫度超過83℃之後，熱傳導率隨著溫度升高開始呈較快的下降趨勢。此外，基於項目發展長遠考慮，完成了用於實驗研究血管閉合裝置及電源的研製。該電源具有限功率和限電流控制功能，且頻率可在100-500kHz內調節、電壓在0-300V內調節。利用建立的實驗系統研究了連續波形和間斷波形對豬肌肉組織熱損傷的影響；總結了在低電壓下血管閉合實驗的基本規律。針對血管內壁不同的物理狀態分析了兩種不同的血管閉合機制，提出了基於內腔微火花放電的血管閉合模式。利用某國產電源研究了功率密度、能量密度和壓力密度對血管閉合質量的影響。研究發現在一定的極間間隙作用下存在一個最佳的電壓可實現較佳的漲開壓；在一定的極間電壓作用下，存在一個合適的頻率（設計電源是350-400kHz）取得較好的效果。當極間電壓和頻率一定時，存在一個合適的極間間距能夠取得較好組織效應。功率密度對血管閉合強度有較大影響，在一定的功率密度下存在一合適的能量密度和閉合時間對應著較好的閉合效果。在極間電壓小於40V的情況下，較大的極間間距(0.7mm)比較小的極間間距(0.2mm)取得了較好的閉合效。組織學檢測發現內腔微放電模式的血管閉合方式具有很小的側面熱損傷,蛋白質熱變性的長度遠小於1mm。本項目的研究為進一步的生物組織在電外科模式下的基本物理屬性與閉合組織效應之間的相關性的研究奠定了基礎，為血管閉合機制的研究及促進我國的電外科裝備技術發展提供了支持。
