当外科医生试图对难以触及的器官进行手术时,他们通常不得不切开几个切口,以便从不同的角度进入手术区域,或者他们还使用牵开器切除其他组织。然而,意大利比萨圣安娜大学的研究人员开发了一种替代工具,一种受章鱼触角启发的灵活工具,可以在器官间移动,并在进行手术时分离出阻塞的器官。

触须工具原型由两个相连的模块组成,每个模块包含三个圆柱形气室。该工具可以通过有选择地改变这些气室的膨胀程度来达到弯曲臂并将其延伸到不同方向(在其长度范围内的任何地方)的目的。

然而,为了分离其他组织,触须工具的柔性不能太强,至少不能总是这么强,这就是为什么粒状材料(事实上是咖啡粉)被添加到其弹性内膜中。一般来说,这种材料应该具有易于移动的特点,以便设备能够保持其灵活性。

为触须工具的内腔创造一个真空环境。随着空气被吸出,所有的咖啡粉将聚集在一起,材料的密度将增加。这种现象称为颗粒堵塞,将导致设备内部和设备本身变得僵硬,并且在真空环境被移除之前不会恢复到其原始状态。

使用触须工具的要点是,当触须工具处于灵活状态时,在没有牵开器和其他工具的帮助下,将工作端靠近开始进行操作的地方。它挤出手术区域的其他组织,然后使其变硬以保持这种状态。工作端的手术工具将通过执行程序执行远程手术。

在触须工具的原型测试中,它可以以255度的角度弯曲,延伸其松弛长度的62%,并且在延伸200%之后将变得坚硬。它还可以控制代表器官的水球,而不会在此过程中对水球造成任何损害。

领导这项研究的科学家托马索·兰扎尼博士说:“传统的外科手术通常需要在一次手术中使用各种专业工具,如抓钳、牵引器、视频系统和解剖器械。我们相信,我们的设备为将来能够执行各种手术任务的设备奠定了基础。它可以到达身体的偏远区域,并安全地隔离目标手术区域附近的器官。”

关于章鱼触手工具的论文发表在《生物感应与仿生学》上。这项研究是欧洲刚性翻板项目的一部分。