精密、無間隙滑動軸承和線性軸承用於手術輔助機器人

簡介

• 需求： drylin N 導軌和車架、iglidur塑膠軸承
• **要求：**高精度、絕對無間隙的軸承，在高臨床規格下必須容易清潔。此外，軸承內不允許使用任何潤滑劑。
• 行業： 醫療技術
• **客戶的成功：**由於使用了塑膠軸承，首次開發、製造並評估了骨固定手術器械導引裝置，該裝置具有普遍適用性、可重複使用，並可根據特定患者進行調整。

微創人工耳蝸植入手術是一種嶄新、溫和的手術技術，用於治療感音神經性失聰和深度聽力損失。此技術需要從頭骨表面至耳蝸基底轉折處建立通往內耳的通道，而耳蝸基底轉折處最深可達頭骨下方 35 公釐。由於在 35 公釐深度的目標點偏差不得大於 0.5 公釐，因此需要一套輔助系統，以提供高度精確的術中平移器械導引。因此，我們開發了一個小型化的被動式平行運動機器人，可透過三個基本關節直接固定在病患的頭骨上。在此功能中，平行機器人為建立微創通道提供線性導引，可配備手術工具，並使用六個長度可調整的推力致動器為每位病患量身打造。
除了技術要求之外，在實作線性導板時，還必須考慮臨床使用的邊界條件。由於手術的高精確度要求，機器人的所有軸承和關節都必須盡可能堅硬且絕對無間隙。這也適用於固定手術鑽孔工具的線性滑軌。 臨床應用還包括所有組件的清潔、消毒和蒸汽滅菌 (134°C, 3 bar, 5 分鐘。)。
此外，導軌不可能採用傳統的潤滑方式。旋轉接頭也有類似的要求，用於連接兩個長度可調的推力推桿：軸向和徑向間隙都必須完全消除，並且不得使用滾動元件軸承。

由於所描述的需求，我們使用各種塑膠軸承來實現骨固定平行機器人。例如，手術器械導引包括帶有兩個滑架的 drylin N 滑桿。後者透過不銹鋼組件（互鎖）彼此剛性連接，以減少間隙，由於其設計原理，導引系統無法完全避免間隙。這種刀具導軌完全符合既定要求（特別是：無滾動元件、無需潤滑劑），而且由於導軌採用開放式設計，因此可以輕鬆拆卸、清洗和重新組裝。此外，滑軌的互換性也為進行術中工具更換提供了廣泛的選擇。並行機器人的兩個推動執行器透過旋轉接頭連接。此旋轉接頭的軸心由轉接螺絲組成，徑向間隙由兩個可蒸氣消毒的 iglidurX 滑動軸承吸收。使用者也可藉由鎖緊轉接螺絲來預先對接頭進行軸向加載。 由於使用了塑膠軸承，我們首次開發、製造並評估了骨錨定手術器械導板，這種導板具有普遍適用性、可重複使用，並可根據特定患者進行調整。實驗已成功證明其符合精確度要求。