高频电刀电凝模式下猪肝脏组织在手术电极表面的粘附机制研究

发布时间：2017-10-13 01:14

  本文关键词：高频电刀电凝模式下猪肝脏组织在手术电极表面的粘附机制研究

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【摘要】：高频电刀以其切割速度快、止血效果好、对切口具有一定杀菌作用等优点,已逐渐取代传统手术刀成为临床广泛应用的电外科手术器械。然而,高频电刀产生的组织热效应在实现对组织切割和止血的同时,还会导致手术电极表面发生组织粘附。组织一旦粘附在电极表面,会增大整个电流回路的电阻,导致电极表面的电流密度减小,继而出现无法切割和凝血不充分的现象。目前,国内外对于组织在电外科器械表面的粘附问题的研究尚未完全展开,组织在器械表面的形成与结合机制尚不清楚,开展高频电刀电极表面组织粘附行为的研究,不仅有助于认识电外科手术过程中组织与器械表面的相互作用关系,而且对于开发新一代抗粘附手术电极,提高手术质量等具有重要的意义。本研究采用新鲜离体猪肝脏组织作为研究对象,在自设计的高频电刀试验装置上研究了高频电刀电凝模式下304不锈钢电极表面的组织粘附行为。通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射分析仪、傅立叶红外光谱仪、轮廓仪以及力学测试系统等测试分析手段对粘附组织-电极界面的形貌、成分和力学特性等方面进行了表征,旨在揭示高频电刀电凝模式下电极表面的组织粘附机制及关键影响因素。研究的主要结果和结论如下：(1)电凝工况和热处理工况条件下电极表面的组织粘附行为差异显著。高频电刀手术过程中电极表面的粘附组织并不是组织直接粘附在电极表面热分解形成的,而是由气化的组织在电极表面富集形成的。手术过程中粘附组织-电极界面存在的交变电场极有可能影响气化组织中带电粒子的运功状态,使带电粒子以极大的动能在组织-电极界面振荡,导致气化组织以类似“喷涂”的形式在电极表面形成结构致密的粘附组织层。(2)随着切割时间的增加,电极表面粘附组织层厚度逐渐增加,粘附组织-电极界面由直线状逐渐变得模糊,电极表面粗糙化和电极基体元素扩散不断加剧,粘附组织发生破坏的临界载荷也不断增大。电弧放电诱发的显微熔融是导致电极表面粗糙化以及基体元素扩散的主要原因,其中,表面粗糙化会增大粘附组织-电极界面的机械嵌合作用,基体元素扩散会使得粘附组织-电极界面变宽,两者均会导致粘附组织-电极界面的结合强度增大。(3)相比于304不锈钢电极,高熔点钨电极表面的粘附组织与电极表面的结合强度更小,更容易被去除。可见,电极材料熔点对电极表面的组织粘附行为具有显著影响。采用高熔点的电极材料能够避免电极表面显微熔融,抑制电极表面粗糙化和电极基体元素扩散的发生,从而减轻电极表面的组织粘附。
【关键词】：高频电刀 电极 电凝 粘附组织-电极界面 结合强度
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH777
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-27
• 1.1序言12-13
• 1.2 高频电刀13-18
• 1.2.1 高频电刀的发展史13-14
• 1.2.2 高频电刀的组成14
• 1.2.3 高频电刀的设计原理14-16
• 1.2.4 温度对细胞和组织的影响16-17
• 1.2.5 高频电刀的输出模式及组织效应17-18
• 1.3 表面粘附的理论基础18-21
• 1.3.1 金属的表面现象18-19
• 1.3.2 表面覆层与基体界面的结合方式19-20
• 1.3.3 覆层与基体界面的结合力20-21
• 1.4 高频电刀电极表面组织粘附的研究现状21-26
• 1.4.1 电极表面的组织粘附问题21-22
• 1.4.2 相关抑制措施的研究现状22-24
• 1.4.3 存在的问题24-26
• 1.5 选题意义及研究内容26-27
• 1.5.1 选题意义26
• 1.5.2 研究内容26-27
• 第2章 试验设备及测试分析方法27-34
• 2.1 试验材料27-28
• 2.1.1 猪肝脏组织27
• 2.1.2 手术电极27-28
• 2.2 试验设备28-30
• 2.2.1 高频电刀28-29
• 2.2.2 高频电刀实验装置29
• 2.2.3 电极夹头29-30
• 2.3 粘附组织-电极界面力学性能测试30-33
• 2.3.1 划痕试验30-31
• 2.3.2 拉伸试验31-33
• 2.4 其它测试分析手段33-34
• 第3章 电极表面粘附组织的形成机制34-44
• 3.1 试验方法34-35
• 3.2 试验结果35-39
• 3.2.1 表面形貌分析35-36
• 3.2.2 粘附组织成分分析36-37
• 3.2.3 粘附组织-电极界面形貌37-38
• 3.2.4 界面拉伸破坏38-39
• 3.3 讨论39-42
• 3.3.1 电极表面粘附组织的物质来源39-40
• 3.3.2 粘附组织形成的能量来源40-41
• 3.3.3 粘附组织的形成机制41-42
• 3.4 小结42-44
• 第4章 电极表面组织粘附行为的时变规律44-53
• 4.1 试验方法44-45
• 4.2 试验结果45-50
• 4.2.1 粘附组织层厚度45-47
• 4.2.2 粘附组织-电极界面形貌47-48
• 4.2.3 划痕试验48
• 4.2.4 电极基体元素扩散48-49
• 4.2.5 电极表面粗糙化49-50
• 4.3 讨论50-52
• 4.4 小结52-53
• 第5章 304不锈钢和钨两种电极表面的组织粘附行为53-61
• 5.1 试验方法53-54
• 5.2 试验结果54-59
• 5.2.1 界面形貌54-55
• 5.2.2 界面成分55-57
• 5.2.3 界面拉伸破坏57-58
• 5.2.4 电极表面粗糙化对结合强度的影响58-59
• 5.3 讨论59-60
• 5.4 小结60-61
• 结论与展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-70
• 附录Ⅰ70-71
• 攻读硕士学位期间的学术成果71

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本文编号：1021982