単孔式内視鏡手術のための腹腔鏡マニピュレータ開発におけるナイロン繊維アクチュエータの作製・評価

抄録

医療現場において患者の負担を低減するため，単孔式内視鏡手術という術式がある．一つの孔で行う手術のため執刀医の視野確保が難しく，安定した視野確保のための，内視鏡を把持するロボットの開発が行われている．本研究では，小型軽量で低コストの腹腔鏡マニピュレータ開発を目的とし，アクチュエータの試作・評価をした．アクチュエータには，ナイロン繊維をツイスト後，熱処理を施して得られるSCP（Super Coiled Polymer）アクチュエータを用いた．SCPアクチュエータは，安価で手術ごとに使い捨てることが可能で，衛生的に手術を行える．更に，アクチュエータの収縮動作を利用することで機構の単純化が見込まれ，重量あたりの発生力も大きく，低コスト化と小型軽量化を図れると考えられる．しかし，形状など物理的特性を長期にわたり維持できる均質なSCPアクチュエータを安定的に生産する方法は未だ確立されていない．これまでの実験で，作製工程である冷却時間に着目し，長時間冷却したところ形状維持が可能であることが示唆された．本実験では，この結果の妥当性を検証するため，ツイスト長，加熱・冷却時の保存方法，完成後の保存方法を見直し再度評価を行った．