水冷式射频组织焊接电极的多物理场仿真与实验研究

为了降低射频组织焊接中高温造成的热损伤，设计了一种创新的水冷式射频组织焊接电极，使用COMSOL Multiphysics软件对猪小肠的体外焊接过程进行了多物理场仿真，结合焊接和爆破压实验对生物组织的焊接温度与效果进行了分析。结果表明：仿真使用“温度阈值”方法解决了现有模型中生物组织水分的可逆蒸发问题；在相同实验条件下水冷电极的最大焊接温度为139.8℃，平均焊接温度为112.5℃，较典型金属电极明显得到控制；水冷电极作用下生物组织爆破压达到62.3±13.7 mmHg，满足焊接要求。仿真模型预测的温度与实验结果拟合良好，且水冷电极有效焊接了组织，控制了焊接温度。     

肛瘘封堵器的材料设计与生物力学研究

针对肛瘘的手术治疗，设计一款可降解的肛瘘封堵器，主要利用高温熔融法制备不同分子量、不同基团的左旋聚乳酸试件，通过拉伸试验获得材料的应力–应变曲线，确定了封堵器的最佳制作材料。利用有限元仿真分析软件ABAQUS，系统地研究了封堵器在植入过程中的应力–应变分布以及径向支撑力等参数的变化。结果表明：分子量为110万、基团为酯封端的左旋聚乳酸弹性模量值最高；封堵器在封堵过程中受到的最大应力没有超过其许用应力（4.55 kPa），初始接触阶段应力仅集中在封堵器周围区域，并且距离接触中心越远，应力值越大；随着封堵器的不断侵入，接触应力以环形波的方式从接触中心向四周扩散；封堵器基本保持了初始形状，没有发生明显的挤压变形，在封堵过程中具有良好的封堵效果且不易被破坏。