Minimal invaziv cerrahi için düşük maliyetli bir mekanik cihaz

Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından finanse edilen araştırmacılar ve küçük işletme girişimcileri sayesinde, cerrahlar artık laparoskopik cerrahi olarak da bilinen karmaşık, minimal invaziv prosedürleri gerçekleştirmek için yeni bir tür mekanik alet kullanabilirler. bu teknoloji hastalar için daha az travmaya ve ameliyattan sonra daha kısa iyileşme sürelerine yol açabilir.

Yaratıcılarına göre, el aleti, daha fazla hassasiyet ve işlevsellik gibi robot yardımlı cerrahi ile aynı türden faydaları sağlıyor, ancak mevcut robotik cerrahi sistemlere kıyasla daha düşük bir maliyetle. Bu düşük maliyet, daha pahalı sistemleri karşılayamayan kırsal hastaneler ve diğer tıp merkezleri için yeni yeteneklerle sonuçlanabilir. Teknoloji, NSF tarafından finanse edilen mühendislik araştırmalarına dayanmaktadır ve tarafından ticarileştirilmektedir. FlexDex CerrahiNSF’nin Küçük İşletme İnovasyon Araştırması (SBIR) programından başlangıç ​​parası alan . (Aleti çalışırken izleyin.)

FlexDex’i UM meslektaşı ve cerrahi profesörü James Geiger ve girişimci Greg ile birlikte kuran Michigan Üniversitesi (UM) mühendislik profesörü Shorya Awtar’a göre, teknoloji cerrahlara geleneksel laparoskopik aletlerden daha yüksek derecede el becerisi ve sezgisel kontrol sağlıyor. Bowles. Geleneksel laparoskopik aletler tipik olarak cerrahlar için önemli bir eğitim gerektirir ve kullanımı zor ve yorucu olabilir, bu da daha uzun ameliyatlara ve artan sağlık maliyetlerine yol açar.

“On yıllardır cerrahlar ve hastane personeli, minimal invaziv aletler için bir değiş tokuş olduğunu varsaydılar. Uygun fiyat istiyorsanız, geleneksel el aletleri alırsınız. İşlevsellik istiyorsanız, bir robotik cerrahi sistemi için daha yüksek bir fiyat ödemeniz gerekir.” Avtar dedi. “Daha iyi bir çözüm olduğuna ikna olmuştum.”

2007’de Awtar ve Geiger, bir çözüm bulmaya yönelik çok önemli bir adım attı: mühendislikte temel araştırma.

Geiger, “Düzinelerce şirket bunu denedi ve başarısız oldular çünkü çözümleri bilimsel keşiflere dayanmıyordu” dedi.

Bir NSF tarafından desteklenir erken kariyer geliştirme ödülüAwtar, mekanik bir sistemdeki farklı bileşenlerin birbiriyle ilişkili olarak nasıl hareket ettiğini ve birden çok hareket zincirinin genel olarak bir sistemin performansını nasıl etkilediğini inceledi. Paralel kinematik olarak bilinen bu alan, minimal invaziv cerrahi ve mikro cihazlardan imalat ve metroloji makinelerine kadar bir dizi makine mühendisliği zorluğunu ele alabilir.

Awtar ve ekibi, bu tür sistemlerin tasarımına ilişkin daha fazla içgörü kazandı. ek NSF araştırma ödülleri. Doğadan ilham alarak, pürüzsüz ve hassas hareket sağlarken tasarımda sadelik sağlayan eklemsiz yapıları bir araya getirdiler.

Araştırmacılar daha sonra, bir kişinin kendi vücudunun bir uzantısı gibi hisseden ve çalışan bir alet yaratmaya koyuldu.

Awtar, bir kişinin kol hareketinin – omuzdan dirseğe, ön kola, bileğe ve parmaklara – kısıtlama haritası olarak bilinen soyut bir temsilini yarattı ve her eklem temsil edildi. Daha sonra her eklemin hareketlerini haritaladı ve bunları elin ötesine aletteki ilgili eklemlerin hareketlerine kadar genişletti ve sonunda hassas kıskaçlara sahip aerodinamik bir mekanik alet geliştirdi.

2013’te Awtar ve Geiger, bilim adamlarını ve mühendisleri laboratuvarın ötesine bakmayı ve ticari potansiyellerini veya daha geniş etkilerini göz önünde bulundurmayı öğreten girişimcilik eğitimine çeken bir NSF programı olan Michigan Üniversitesi İnovasyon Birliği (I-Corps) programına katıldı. Araştırma. I-Kolordu katılımcılar olası müşterilerle görüşür ve federal olarak finanse edilen yenilikler için pazar ihtiyaçlarını belirler. Awtar ve ekibi, programdan pahalı robotik sistemleri karşılayamayan tıbbi tesislerin daha ucuz, daha basit aletlere erişmesi gerektiğini belirledi.

Ertesi yıl, her ikisi de tıbbi cihaz endüstrisinde deneyim sahibi olan Bowles ve seri girişimci Tom Davison, iki NSF alan FlexDex Surgical’ı başlatmak için Awter’in ekibine katıldı. SBIR laparoskopik dikiş için iğneye benzer bir alet olan ilk ürününü geliştirmek için ödüller aldı.

SBIR’in NSF program direktörü Jesus Soriano, “NSF SBIR programında, eski ve pahalı sağlık sorunlarına yönelik erken aşamadaki mühendislik çözümlerini destekliyoruz” dedi. Akıllı Sağlık ve Biyomedikal Teknolojiler programı. “NSF, bilim ve mühendislikte temel araştırmaları ve ayrıca bu temel keşiflerin birçoğunun yararlı ürün ve hizmetlere ticarileştirilmesini sağlar. Vergi mükelleflerinin dolarlarının etkin bir şekilde kullanılmasıdır.”

Ekibe göre Michigan’daki cerrahlar yeni aleti Ocak ayında kullanmaya başladı. O zamandan beri, şirket ürünü ülke çapında sevk etti.

Awtar, “Başından sonuna kadar NSF tarafından finanse edilen bir keşif ve yenilik olduk.” Dedi. “Bu teknoloji, atılımlar yaratmak için temel araştırmaların gerekli olduğunu gösteriyor.”