微创外科技术(Minimally Invasive Surgery)集成了信息、微电子、自动化、机器人、精密制造、新材料与传统医疗。短短几十年的发展,微创外科已经发展成为主流、先进的外科技术。然而关于微创器械与软组织界面的交互作用机理尚不清楚,其已严重阻碍微创外科技术向智能化、信息化方向的发展。本文模拟手术操作条件下,研究了腹腔镜夹钳-软组织界面的夹持行为,旨在为微创器械与软组织界面的交互作用机理研究提供实验数据。开展的主要研究工作及得到的主要结论如下：从模拟微创手术夹持和牵引操作出发,开展了肝脏组织在腹腔镜钳头夹持作用下的蠕变特性研究和牵引作用下的夹持安全性研究。利用已有的微控电子万能材料试验机(HY0580),将微创手术器械钳头作为蠕变试验的压头,设计了猪肝脏组织的一维压缩力学实验,研究了猪肝脏组织在不同的夹持条件下(法向载荷、加载速度)的蠕变特性,并建立了肝脏组织典型分段型的蠕变特性曲线。试验发现：肝脏蠕变特性具有较强的时间、载荷及加载速度相关性；进而建立了夹持部位的宏观尺寸形变、微观尺度生理组织学变化的相关关系,并构建了多尺度的蠕变进程示意模型。以美国CETR多功能摩擦磨损测试仪(UMT-Ⅱ, Bruker公司)为试验装置主体,建立了单边钳头法向加载单向滑动的器械-组织接触滑动试验模型,研究了组织表面滑液状态、手术操作中组织牵引角度和手术器械钳头表面几何构型三个不同因素对微创器械夹持稳定性的影响。试验结果显示：组织表面存在过量组织液时,钳头-组织之间摩擦力明显降低,夹持安全性较差；当牵引角度为15°时,钳头-组织之间摩擦力最大,夹持安全性最好；四种不同表面构型(无齿、楔形齿、梯形齿、正弦齿)的钳头中,楔形齿的夹持安全性最好。初步建立了钳头作用下肝脏组织的蠕变模型,构建了不同夹持条件作用下肝脏组织蠕变特性的基础数据库；试验测定了不同因素下夹钳-组织接触滑动过程中的摩擦力；展开了对器械夹持安全性的定量分析、简化模型的接触滑动机制分析,为未来发展智能化、信息化微创外科技术以及新型微创器械钳头设计提供了基础数据库和理论支持。