在外科手術(shù)逐步向機器人時代邁進的進程中，一個棘手的問題長期困擾著醫(yī)生。當外科醫(yī)生借助機器人輔助進行手術(shù)時，雖能擁有高清視野和更強的操作穩(wěn)定性，但卻缺失了關(guān)鍵的觸覺反饋。特別是在機器人進行縫合打結(jié)操作時，容易出現(xiàn)“力盲”現(xiàn)象。打結(jié)力度過緊，會使組織因缺血而壞死，甚至導致縫線斷裂；而力度過松，又可能引發(fā)滲漏，這無疑給手術(shù)的成功帶來了巨大挑戰(zhàn)。

為了攻克這一難題，中國科學院院士、浙江大學航空航天學院交叉力學中心主任楊衛(wèi)團隊，聯(lián)合中國科學院院士、浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院院長蔡秀軍團隊，展開了一場跨學科攻關(guān)。歷經(jīng)三年時間，他們從多學科融合的角度深入研究，最終在手術(shù)縫線上找到了突破點，巧妙運用一個“活結(jié)”，實現(xiàn)了對關(guān)乎手術(shù)成敗的“死結(jié)”的精準控制。

浙江大學航空航天學院交叉力學中心教授李鐵風對這一創(chuàng)新機制進行了詳細介紹。他表示，若將一個活結(jié)和一個死結(jié)串聯(lián)在同一條縫線上，二者便能共享拉力。具體而言，當醫(yī)生拉緊縫線時，活結(jié)的結(jié)點在解開瞬間會產(chǎn)生一個預設(shè)好的精準峰值力，這個力會通過繩子迅速傳遞給另一頭的死結(jié)。活結(jié)打開的瞬間，就如同向系統(tǒng)發(fā)出了一個明確信號：“力度已達標，死結(jié)請在此刻鎖定！”

這一創(chuàng)新成果的背后，是來自力學、醫(yī)學、數(shù)學、材料、機械、控制等多個不同學科的老師和同學們的共同努力。在跨學科思維的激烈碰撞與反復磨合中，研究團隊進行了上千次的設(shè)計迭代，成功完成了“基于活結(jié)的力學傳導機制”的程序構(gòu)建。并且，他們將這一獨特的力學“密碼”穩(wěn)定地融入外科縫線之中，研發(fā)出了活結(jié)智能縫線，真正實現(xiàn)了“活結(jié)”對“死結(jié)”的精準賦能。

近日，這一具有重大意義的研究成果在國際頂級學術(shù)期刊《自然》上以封面文章的形式發(fā)表。目前，研究團隊并未停下探索的腳步，他們正在積極構(gòu)建針對不同組織的力值數(shù)據(jù)庫，致力于開發(fā)適用于消化道、心血管、神經(jīng)外科等多個領(lǐng)域的機器人手術(shù)高精度縫合系列產(chǎn)品，為推動外科手術(shù)機器人技術(shù)的發(fā)展貢獻更多力量。