Mancais lineares e de deslizamento precisos e sem folga para robôs assistentes em cirurgia

Perfil

• O que era necessário: trilho-guia e vagões drylin N, rolamentos de plástico iglidur
• Requisitos: rolamentos de alta precisão, absolutamente livres de folgas, que devem ser fáceis de limpar de acordo com as altas especificações clínicas. Além disso, não era permitido o uso de lubrificantes nos rolamentos.
• Setor: tecnologia médica
• Sucesso para o cliente: graças aos rolamentos de plástico usados, foi desenvolvido, construído e avaliado pela primeira vez um guia de instrumento cirúrgico ancorado no osso, que é universalmente aplicável, reutilizável e pode ser adaptado ao paciente específico.

A cirurgia de implante coclear minimamente invasiva é uma técnica cirúrgica nova e suave para o tratamento da surdez neurossensorial e da perda auditiva profunda. Essa técnica requer a criação de um acesso ao ouvido interno a partir da superfície do crânio até o giro basal da cóclea, que pode estar até 35 mm abaixo do crânio. Como os desvios do ponto-alvo em uma profundidade de 35 mm não podem ser superiores a 0,5 mm, é necessário um sistema de assistência que permita a orientação intraoperatória altamente precisa do instrumento translacional. Portanto, foi desenvolvido um robô cinemático paralelo passivo e miniaturizado, que pode ser rigidamente ancorado diretamente no crânio do paciente com três articulações básicas. Nessa função, o robô paralelo fornece um guia linear para criar o acesso minimamente invasivo, que pode ser equipado com instrumentos cirúrgicos e personalizado para cada paciente usando seis atuadores de impulso de comprimento ajustável.
Além dos requisitos técnicos, as condições de limite com relação ao uso clínico também devem ser levadas em consideração ao implementar a guia linear. Devido aos requisitos de alta precisão da cirurgia, todos os rolamentos e juntas do robô devem ser tão rígidos quanto possível e absolutamente livres de folgas. O mesmo se aplica à guia linear para segurar uma ferramenta de perfuração cirúrgica. A aplicação clínica também inclui limpeza, desinfecção e esterilização a vapor (134°C, 3 bar, 5 minutos) de todos os componentes.
Além disso, a lubrificação convencional da guia não é possível. Requisitos semelhantes também se aplicam às juntas rotativas, que são usadas para conectar dois atuadores axiais de comprimento ajustável um ao outro: a folga axial e radial deve ser completamente eliminada e os rolamentos com elementos rolantes não devem ser usados.

Vários rolamentos de plástico foram usados para realizar o robô paralelo fixado no osso devido aos requisitos descritos. A orientação do instrumento cirúrgico compreende, por exemplo, uma barra deslizante drylin N com dois carros. Esses últimos são rigidamente conectados entre si por meio de um componente de aço inoxidável (intertravamento) para minimizar a folga, que não pode ser totalmente evitada nos sistemas de guia devido ao seu princípio de design. Essa guia de ferramenta atende totalmente aos requisitos declarados (em especial: sem elementos rolantes, sem necessidade de lubrificantes) e pode ser facilmente desmontada, limpa e remontada devido ao design aberto do trilho. Além disso, a intercambialidade dos carros oferece uma ampla gama de opções para a realização de trocas de ferramentas intraoperatórias. Dois atuadores de impulso do robô paralelo foram conectados por meio de uma junta rotativa. O eixo dessa junta rotativa é formado por um parafuso adaptador, em que a folga radial é absorvida por dois rolamentos deslizantes iglidur X esterilizáveis a vapor. Os usuários também podem pré-carregar a junta axialmente apertando o parafuso adaptador. Graças aos rolamentos de plástico usados, foi possível desenvolver, construir e avaliar pela primeira vez um guia de instrumentos cirúrgicos ancorado no osso, que é universalmente aplicável, reutilizável e pode ser adaptado ao paciente específico. O cumprimento dos requisitos de precisão foi comprovado com sucesso em experimentos.