仿生医用诊疗针设计制造研究

赵纪宇，张月，郭紫莹，张智雷，吴茂忠，王成勇（广东工业大学机电工程学院；广东省微创手术器械设计与精密制造重点实验室；高性能工具全国重点实验室）

摘要：医用诊疗针作为多种医疗操作中的关键器械，其性能优化始终是微创医学领域的研究重点。针对传统诊疗针存在的穿刺阻力大、组织损伤不可控及操作精度不足等核心问题，从仿生学视角提出多维度优化路径：通过复现生物穿刺器官的功能性结构实现穿刺力动态调控；借鉴黄蜂产卵器的多段耦合运动原理构建柔性组合针系统，显著提升穿刺路径的主动操控性；将表面微织构与振动辅助协同设计，有效分散组织应力分布和摩擦力。研究揭示出仿生结构在降低机械损伤、抑制软组织位移及增强靶向精准度方面的关键作用，并在此基础上展望仿生医用诊疗针的未来发展趋势，为新一代诊疗针的研发提供理论依据与技术参考。

关键词：医用诊疗针；穿刺力；仿生学；生物结构