Projeto e otimização do mecanismo de fixação do esfíncter anal artificial

CHAI Chuan-ye ,  

YAN Guo-zheng ,  

HAN Ding ,  

ZHAO Kai ,  

HUA Fang-fang ,  

摘要

Devido às desvantagens dos mecanismos de fixação do esfíncter anal artificial existentes, como baixa biocompatibilidade e longo tempo de resposta, este artigo projeta um novo mecanismo de fixação para um esfíncter anal artificial de ligação fechada (NCAAS), baseado no mecanismo de defecação e nas características mecânicas. O mecanismo de fixação NCAAS é composto por três grupos de braços de fixação entrelaçados, baseados em um sistema de transmissão de came estriado e alavanca oscilante. Para estudar a biocompatibilidade e o tempo de resposta, este artigo deduziu a equação da força de fixação do braço com base no princípio do trabalho virtual e analisou as características mecânicas entre o braço e o intestino por meio de análise de elementos finitos. A simulação mostrou que a força máxima de fixação do mecanismo durante o controle de defecação é de 1,6 N, o ângulo anorretal varia de 62,2° a 95,2°, atendendo às necessidades diárias de controle. O protótipo NCAAS pesa 55,19 g, tem altura de 42,7 mm, comprimento total do mecanismo não superior a 68,2 mm e tempo médio de resposta de 7,25 s. Este artigo também validou a biocompatibilidade do mecanismo de fixação intestinal NCAAS por meio de experimentos ex vivo no cólon suíno, com volume final de controle de 700 g e ângulo anorretal menor que 90°. O NCAAS é pequeno, leve, possui boa biocompatibilidade e tempo de resposta significativamente reduzido em comparação com os esfíncteres anais artificiais tradicionais.

关键词

esfíncter anal artificial;princípio do trabalho virtual;análise de elementos finitos;mecanismo de fixação;transmissão por came;experimentos ex vivo

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