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题名面向皮肤大面积损伤修复的原位打印系统工作空间分析
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作者
朱慧轩
崔广泽
李炳南
郭凯
王蔚
李松
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机构
沈阳工业大学机械工程学院
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
中国科学院大学
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2024年第4期529-537,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52205319)
中国科学院青年创新促进会项目(2021200)。
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文摘
皮肤大面积损伤修复一直是临床上亟待解决的难题。目前,常用的修复方法主要为自体皮肤移植和伤口敷料治疗,但这些方法不能同时满足皮肤大面积修复和定制化治疗的需求。原位皮肤打印技术为皮肤大面积损伤修复提供了新思路,但现有的生物打印设备打印范围小且打印精度低,无法实现皮肤大面积组织的随形打印。为解决上述问题,提出了一种由Stewart并联机器人、直线模组机构、打印头和三维扫描仪等组成的原位皮肤打印系统。其中,Stewart并联机器人的重复定位精度高且累积误差小,其作为打印驱动装置可实现高精度的皮肤原位打印;Stewart并联机器人具有6个自由度,可在三维空间中实时调整打印角度,使得生物墨水能够沿皮肤曲面完整地覆盖在皮肤损伤处,有利于伤口修复。为分析所设计原位皮肤打印系统的可行性,通过数值法计算并联机器人的工作空间,得到了原位皮肤打印系统的工作范围,并通过打印实验进行了验证。实验结果表明,并联机器人可按照指定路径运行,打印头在打印过程中可稳定喷射生物墨水;原位皮肤打印系统的工作范围与并联机器人的工作空间基本吻合,可满足皮肤大面积损伤修复的需求。研究结果为后续的皮肤大面积修复动物实验奠定了理论基础。
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关键词
皮肤大面积损伤修复
原位皮肤打印技术
并联机器人
工作空间
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Keywords
repair of large-skin wounds
in situ skin printing technology
parallel robot
workspace
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分类号
TP242.2
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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