西安交通大学,等你探索!
一直以来,西安交通大学扎实推进科学研究,聚焦人才培养,躬耕产教融合,凝聚育人力量。
为了在交流体验中领略学校风采,繁荣校园文化,让专业知识不再“束之高阁”,西安交大融媒体中心特别推出《探索•交大》这一全媒体特色栏目,邀请同学们走进教学科研一线,在探索体验中领略科技创新、人文交流的魅力,深度挖掘西安交大“宝藏”的生机与活力。
激光切割的原理是什么?
什么是“以磁控磁”和“磁牵引”?
如何打印出可弯折的“柔性”电子,应用在哪些场景?
在西安交通大学外科梦工场,
有这样一群“追梦人”,
打破声、光、电、磁、新材料领域的“次元壁”,
将医工交叉应用于临床创新,
致力于创造出更多的可能性。
让我们跟随《探索·交大》“仙交小融”们,一起走进外科梦工场,亲身感受西安交大在医工交叉领域的创新成果吧!
外科梦工场:
瞄准临床痛点 以医工交叉推动医学创新
医工交叉的技术创新,原动力应该从临床一线来挖掘,才能更好把握和解决临床的痛点、堵点。在医工结合助力外科技术创新这条道路上,西安交通大学党委常委、副校长、西安交大一附院院长吕毅教授带领团队已坚定走过近20年。2010年,医工交叉外科技术创新研究平台——“外科梦工场”正式创建,致力于发展成为更多外科医生实现梦想的舞台。多年来,平台依托西安交大强大的理工科实力,大力开展医工交叉研究,取得丰硕成果。
吕毅教授为交大学子讲述外科梦工场聚焦全局性、先进性等重大健康问题,瞄准“临门一脚”和“卡脖子”技术进行临床创新的探索与实践。
吕毅教授成为《探索·交大》首位“校园推荐官”
亲身体验医工交叉创新前沿技术
项目1:便捷!磁导航气管插管
传统气管插管方式需要使用喉镜,将特制的气管内导管通过口腔或鼻腔,经声门置入气管或支气管内,操作者与患者呼吸道的近距离接触易导致呼吸道分泌物污染操作者。新冠肺炎疫情发生后,部分危重症新冠患者需要进行气管插管以提高氧饱和度,然而新冠病毒主要依靠呼吸道飞沫传播及强传染性的特点,给操作者带来极大的感染风险。
磁导航气管插管摒弃了传统喉镜气管插管的固有模式,采用AMR芯片传感器,不需要开放气道,无气道分泌物喷溅,既可减少职业暴露、又降低了操作难度,将有利于在疫情、战场、自然灾害等极端环境中急救的开展。
科研团队成员、机械电子工程博士宋伟伦和外科学博士陈伯文表示,今后将会继续探索将磁导航气管插管小型化,更好服务百姓生命健康。
临床医学的谷俊漪同学体验该项目后感受颇深:“作为一名医学生,我更加坚信医学绝不是一个独立的学科,而是需要与各学科交叉相融,这样才能解决更多问题,谋求更远的发展。”
项目2:功能强大!双波长激光手术系统
“这一系统将光学原理与理工科技术进行设计与制造,其在功率、稳定性上,都处于国际领先水平。”临床医学专业的柴奎源从原理、使用场景等方面对双波长激光手术进行了系统介绍,“在传统的临床方案中,止血强大的980nm激光常常用于血管疾病(如静脉曲张)的治疗,而切割强劲的1470nm激光经常用来治疗如前列腺增生,膀胱肿瘤的切除。我们也正在探索,对于血供丰富的肝脏、肠胃等腹腔器官,将两种激光相结合,用于相关疾病的治疗。”
为了让同学们更加直观地感受到这台激光器的应用,在讲解了操作要领和安全事项后,几名同学以不同频率上手体验用机器切割鸡胸肉。
项目3:新颖!可变形自组装磁吻合环
可变形自组装磁吻合环是外科梦工场自主设计研发的国际上首款能够在单通路条件下用于消化道狭窄吻合的新型磁环。作为核心研发人员,张苗苗博士介绍到,它的设计理念非常新颖,“以磁控磁”的变形设计打破了长期以来消化道磁吻合环整块化结构的传统设计理念,使其能够以较小的横截面通过狭窄段,然后再自组装变形为吻合面较大的磁环。
张苗苗博士展示了可变形自组装磁吻合环(DSAMAR)原理及应用
这一项目在临床的成功应用得到了国际磁外科专家Michael R Harrison和土耳其小儿外科专家Ibrahim Uygun的赞赏。“这一研究是外科梦工场长期以来践行的结果,是从临床中来,再到临床中去的医工交叉融合的生动体现。”
“这个项目让我看到了医学与工程交叉融合的广阔前景,不仅是技术层面的突破,更是为了改善医疗效果、提升患者生活质量而进行的深刻探索。”体验了项目后,药学专业的董乐乐同学对医工交叉领域产生了浓厚的兴趣。
项目4:应用更广泛!柔性电子打印
柔性电子打印,是将有机或无机材料电子器件制作在柔性/可延性基板上的新兴电子技术。也就是利用印刷技术将有电子功能的图形印刷到可弯折的柔性基底上,来制作电子器件或电路。这种技术的关键特点是柔性和可塑性,使得电子设备可以更好地融入人们的日常生活,甚至可以集成到衣物、皮肤、人体体腔内或者其他柔软的表面上。
柔性电子打印应用也很广泛,如新一代健康监测器和虚拟现实设备,它们可以更舒适地贴合人体。在实际医疗中,可以用作贴在人体皮肤或其他组织上的传感器,用于监测心率、血糖水平等生理参数,提供高质量的信号监测;又或是心脏起搏器、神经刺激器等,柔性电子技术使这些设备更小、更轻便,同时对人体的侵入性更小。
“仙交小融”有话说
“此次的‘探索•交大’活动给了我极大震撼,无论是磁力学在肝移植手术或是气管插管中的运用,还是激光在外科手术中的应用,都无不体现着学科交叉的魅力。”来自规培专业的齐思妙同学十分感慨,“外科梦工场的老师们在多年前就已经开始探索科学前沿,他们突破了重重困难,科技水平走向了国际领先时,我感到无比骄傲。在今后的学习生活中,我也会努力提升自己,无论未来身处临床一线或是投身科研,都能运用多学科交叉知识,为医学事业发展作出贡献。”
“无论是吕毅教授深入浅出的讲解,还是研究员们带领我们进行的一系列实操项目实验,都让我近距离感受到医工交叉的魅力,体会到学科思维交锋碰撞出的火花。”来自社会学专业的李凌瑾同学表示,“以往高深的专业知识在教授们耐心细致的讲解中变得通俗易懂、简单有趣,作为文科生,也实现了对理工科的‘破壁’,更加激发了我对不同学科专业的兴趣,激励我在学习实践中全面发展、成长成才。”
在之后的活动中,《探索•交大》还将带着大家一起深度探索科研、文化等“有趣有料”的校园特色,欢迎大家踊跃参加!
扫描二维码,一起“解锁”更多的“交大宝藏”!
拓展阅读
外科梦工场依托西安交通大学和西安交大一附院优势医疗资源和科研力量,通过医学与工学、理学等不同学科之间的多方位交叉合作,构筑大平台、汇聚大团队、争取大项目、创造大成果,探索解决医疗行业重大问题,实现重大医疗技术突破,保障人民生命健康。
构筑产学研医一体化创新研究平台,以精准外科与再生医学国家地方联合工程研究中心和创新港MED-X研究院为载体,整合多方资源,建设集前沿技术研究与应用成果转化、医学交叉融合为一体的创新科研平台,形成产学研医协同创新体系。
加强医学交叉复合型人才培养,培养掌握医学领域基础理论和专业知识、能够借助其他学科的理论知识和技术开展医学交叉研究、具有良好职业素养的高层次应用型复合人才,满足未来社会对创新型和复合型杰出人才的需求。
打造高水平医学交叉科研团队,建立以促进学科交叉和大团队、大平台、大项目、大成果为目标的科研团队,优化资源配置,支撑相关学科健康发展。交叉学科共同开展课题研究,针对重点共性技术问题攻坚克难。
建立产学研协同创新中心,加速促进科研成果转化和输出,激发创新活力。开展合作研发、利益共享、风险共担,切实做到产学研融合,协同共建以研究型医院为源头的全链条、网络化、开放式的区域和跨区域协同创新体系。重视科技成果转移转化市场化服务,搭建公共平台,增强科技成果流动性,加快科技成果转移转化。
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