精准医疗器械生/机接触界面功能化机制研究

随着生活水平的日益提高,人民对医疗健康关注和需求逐渐增大,精准医疗已成为全球关注热点。精准医疗器械仪器形式多样,包括微创手术器械、可穿戴传感等,几乎都会与人体组织、细胞和生理液等接触形成复杂的生/机接触界面。由于医疗器械种类、应用环境、接触模式等变化大,生/机接触表界面功能需求呈现多样化趋势,例如电刀/电凝钩的防粘、可穿戴传感界面的防湿滑等。针对不同生/机界面最常见湿表面防滑增摩和高温下防粘功能需求,本研究选取自然界湿环境生物树蛙(强湿爬附)和猪笼草(口缘超湿润滑),提取其优势功能表面的材质特性和微纳结构特征,揭示表面结构材质耦合作用的界面液膜调控规律,建立强湿摩擦和超湿润滑机制。结合自组装、微结构转印腐蚀等微纳结构制备工艺,完成仿生强湿摩擦表面和超湿润滑表面的设计与制备。最终,将仿生表面应用于精准医疗器械,仿生可穿戴传感器的湿防滑效果提升约5倍和仿生手术电刀的组织粘附量降低约55%,完成了仿生精准医疗器械可行性验证。