科技日報訊 （記者江耘）記者從浙江大學獲悉，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團隊和中國科學院院士、浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院院長蔡秀軍團隊，歷時3年交叉研究，闡明了“基于活結的力學傳導機制”，并創新性研發出“活結智能縫線（Sliputure）”，成功將其應用于外科縫合，彌補了機器人手術“力盲”缺陷。該研究成果日前以封面文章的形式發表于國際期刊《自然》。

外科手術中閉合組織時需要縫合打結，但“外科結”普遍是死結，一旦打牢很難調整，非常依賴醫生的精巧施力。文章通訊作者、浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院醫師陳鳴宇介紹，在傳統開放手術中，醫生的雙手能直接感知組織軟硬，精準掌控縫合力度，但代價是患者創傷大、恢復慢，而機器人微創手術雖能使手術過程獲得高清視野和強穩定性，但醫生直接的力反饋大大減弱，容易在手術臺上陷入“力盲”困境。

研究團隊提出“以活結控死結”來解決這一痛點。文章通訊作者、浙江大學航空航天學院交叉力學中心研究員楊栩旭說：“當醫生拉緊縫線時，活結的結點被解開瞬間所產生的一個預設好的精準峰值力，會通過這根縫線實時傳送給另一頭的死結。活結打開就是告訴醫生‘力度已到位，死結請鎖定’。”

此項技術應用的技術難點在于如何確保每一個活結都能穩定在預設的、唯一的、精準的力度下打開。對此，團隊通過高速攝像和Micro-CT捕捉活結細微的滑動軌跡，通過力學建模、有限元仿真等手段發現，活結打開力與縫線編活結時拉緊結點的預緊力、結環數量、直徑等因素相關。實驗顯示，針對特定的活結，解開它們最后那一瞬間的峰值力高度一致。

歷經上千次設計迭代，團隊完成了“基于活結的力學傳導機制”的程序，并最終成功將這一力學“密碼”穩定地“編織”進外科縫線中，研發出Sliputure。

文章通訊作者、浙江大學航空航天學院交叉力學中心教授李鐵風說，Sliputure將力學智能融入外科縫線，其核心在于給活結預設的打開力，剛好等于縫合某一組織時適宜打死結的力。機械臂搭載的自動識別與反饋系統檢測到活結打開信號，會立即停止打“外科結”的動作，實現“感知—反饋—制動”的閉環控制。

多次實驗結果顯示，Sliputure讓術后臟器血供與組織的愈合程度得到改善。“Sliputure不僅能在開放手術中使用，也能適配腹腔鏡手術和機器人手術。”李鐵風說。