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一種基于磁扭簧技術(shù)的藥物輸送和組織活檢雙功能膠囊機器人

來源:上海冪方電子科技有限公司 更新時間:2025-07-04 10:00:16 閱讀量:184
導(dǎo)讀:內(nèi)容簡介本研究論文聚焦一種基于磁扭簧技術(shù)的藥物輸送和組織活檢雙功能膠囊機器人。無線膠囊內(nèi)窺鏡 (WCE) 因

內(nèi)容簡介


本研究論文聚焦一種基于磁扭簧技術(shù)的藥物輸送和組織活檢雙功能膠囊機器人。無線膠囊內(nèi)窺鏡 (WCE) 因其低侵略性具有完全取代傳統(tǒng)有線內(nèi)窺鏡的潛力。最近的一些研究嘗試通過擴展膠囊的功能來實現(xiàn)這一目標。然而,該方法因有限的膠囊空間和能量供應(yīng)而存在明顯的缺陷,無法僅通過單個膠囊來執(zhí)行多項診斷和治療任務(wù)。本文開發(fā)了一種基于磁扭簧技術(shù)的雙功能膠囊機器人 (DFCR),用于藥物輸送和組織活檢。其中,藥物釋放模塊以894 mN的推力旋轉(zhuǎn)推桿,釋放了約0.3 mL半固體藥物。活檢模塊使用內(nèi)置刀片以22.87 MPa的剪切應(yīng)力切割組織,產(chǎn)生了約1.8 mm3的樣品。此外,還開發(fā)了一種五自由度永磁驅(qū)動系統(tǒng)。通過調(diào)節(jié)外部磁鐵產(chǎn)生的單向磁場強度,可無線控制膠囊依次觸發(fā)這兩種功能。在豬胃上進行的體外試驗證實了原型膠囊 (?12 mm×45 mm) 在主動運動、藥物治療和組織活檢方面的可行性。新開發(fā)的DFCR進一步拓展了WCE機器人在微創(chuàng)手術(shù)中的臨床應(yīng)用前景。


引用本文(點擊最下方閱讀原文可下載PDF)

Cao Q, Pan Y, Zhang Y, et al., 2025. A dual-functional capsule robot for drug delivery and tissue biopsy based on magnetic torsion spring technology. Bio-des Manuf 8(3):495–510. https://doi.org/10.1631/bdm.2400276

文章導(dǎo)讀



圖1 雙功能膠囊機器人(DFCR)概念性設(shè)計


圖2 磁場仿真分析


圖3 DFCR組成及最終原型機


圖4 膠囊機器人輸出扭矩測試


圖5 離體實驗中膠囊工作流程及實驗結(jié)果

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Bio-Design and Manufacturing(中文名《生物設(shè)計與制造》),簡稱BDM,是浙江大學(xué)主辦的專業(yè)英文雙月刊,主編楊華勇院士、崔占峰院士,2018年新創(chuàng),2019年被SCI-E等庫檢索,2023年起改為雙月刊,年末升入《2023年中國科學(xué)院文獻情報中心期刊分區(qū)表》醫(yī)學(xué)一區(qū);2025再次入選醫(yī)學(xué)大類一區(qū)Top期刊,同時在工程、生物醫(yī)學(xué)小類也升至一區(qū)。2025年公布的最新影響因子為7.6,位列JCR的Q1區(qū),18/124。


初審迅速:初審快速退稿,不影響作者投其它期刊。

審稿速度快:學(xué)科編輯24小時初審決定投稿是否進入同行評議階段;平均評審錄用周期約40天;文章錄用后及時在線SpringerLink,一般兩周左右即被SCI-E檢索。

收稿方向 :先進制造(3D打印及生物處理工程等)、生物墨水與配方、組織與器官工程、醫(yī)學(xué)與診斷裝置、生物產(chǎn)品設(shè)計、仿生設(shè)計與制造等。

文章類型:Research Article, Review, Short Paper (包括Editorial, Perspective, Letter, Technical Note, Case Report, Lab Report, Negative Result等)。


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