体内柔軟組織ハンドリングを目指したバルーンアクチュエータの開発

抄録

近年、開腹手術に対して傷が小さく、術後の回復の早い内視鏡手術が広く行われるようになった。一方で、内視鏡手術において術野の確保が困難であり、挿入できる機器に制限がある。本研究では、体内の柔軟組織に適した把持、圧排を可能とするバルーン型空気圧駆動アクチュエータの作製を行った。アクチュエータは外径3.3mmのシリコーンゴムチューブに外径4.0mmのポリイミドチューブを被せる形で作製した。ポリイミドチューブは円筒レーザー貫通加工技術を用いて梁とリングが連なった形状に加工した。また、アクチュエータの先端部は3Dプリンタで作製したキャップで封止した。アクチュエータの内圧を上げることで、内側のバルーンが膨張すると同時に外側のフレキシブル素材であるポリイミドチューブがバルーンの運動を局所的に制限することでアクチュータの屈曲が可能となる。また、ポリイミドチューブの設計を変えることで、アクチュエータの屈曲範囲を制御することを目標とした。今回様々な設計条件のアクチュエータを作製し、インフレータと圧力センサを用いて内圧とバルーンアクチュエータの屈曲変化の関係を明らかにした。