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leyu app:《金刚石与磨料磨具工程》——生物组织磨削加工研究

发布时间:2022-12-06 06:11:25 来源:leyu乐鱼app 作者:leyuapp

  王成勇,1989年获大连理工大学机械工程博士学位,现任广东工业大学教授、博导、副校长,首届教育部课程思政教学名师、教学团队与示范项目负责人、首批国家级一流本科课程负责人,兼任教育部机械类课程教指委委员、广东省本科高校机械类专业教指委主任委员,获广东省高校教学名师奖;现任广东省微创手术器械设计与精密制造重点实验室(MisIMT)主任,广东高校现代产品设计与制造技术实验室(IMT)主任等,享受国务院政府特殊津贴专家。长期从事加工超硬材料及其工具制造和应用、难加工材料加工、医疗器械设计与生物组织加工研究;长期担任《金刚石磨料磨具工程》杂志副主任编委,《机械工程学报》(英文版)、《中国机械工程》等杂志编委,广东省超硬精密工具工程技术研究中心副主任(校企联合)。主持国家自然科学基金项目12项(其中重点项目3项),近五年发表高水平论文20多篇,授权国家发明专利100余项,若干研究成果获得产业化应用。作为第一完成人的成果获国家科学技术进步奖二等奖(2019年)、中国机械工业科学技术奖一等奖(2018年)、广东省科技进步奖一等奖(2020年,2014年)和广东省自然科学二等奖(2009),2021获广东省丁颖科技奖。

  摘要:生物组织的磨削加工本质上是通过细小磨粒对软硬组织进行少量多次去除,保证操作的精细度和安全性。磨削加工是一种能量密集型的加工方式,加工过程中会产生较高的磨削热和磨削力并直接作用于人体,有可能造成周围组织损伤,影响手术效果。介绍了骨组织磨削、皮肤磨削、齿科磨削和血管钙化组织磨削等生物组织的固结磨料加工的研究情况,并提出后期研究主要方向。

  从骨组织磨削、皮肤磨削、齿科磨削和血管钙化组织磨削4个方面阐述了生物组织的磨削加工研究情况,总结了当前研究情况和未来研究方向。

  生物组织的磨削加工本质上是利用高速旋转中磨头上的细小磨粒对软硬组织进行少量、多次去除,其有效提高了外科手术的精细程度和安全性。但是,作为一种能量密集型的加工方式,其在加工过程中产生的磨削热和磨削力等将直接作用于人体,过高的磨削温度和磨削力会导致周围组织损伤,影响手术成败、术后康复等。并且,由于人体不同组织器官具有不同的结构组成、独特的生物特性和力学性能,其磨削加工理论也不尽相同,相应手术所需要的磨削刀具和加工参数也有所差异,这就要求有更加完善的磨削理论来指导外科医生进行手术,同时对磨削器械的创新和外科医生的临床经验也提出了更高要求。

  为了让磨削技术给患者带来更好的手术效果,并且减少术后并发症的发生,未来需要研制出更加高效、安全、热损伤低和机械损伤小的磨削工具。仿生微结构和涂层技术将用于对工具表面的处理,能场辅助技术的应用将有利于降低磨削过程中过高的热量和力的产生。手术中磨削技术的广泛应用将会增加外科医生的临床经验,减少因为人为操作失误造成的磨削损伤。随着外科手术向微创化方向发展,以及通道技术和内镜技术的进一步普及,磨削加工技术将提升外科手术质量,满足未来精准微创手术临床需求。

  吴茂忠, 王成勇, 郑李娟, 陈志桦, 刘志华. 生物组织磨削加工研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程i.jgszz.2021.0123