鉴于微创夹持器械与软组织接触界面的交互作用机理尚不明确,进而影响微创夹持器械的优化设计,本文利用有限元软件ABAQUS模拟了开窗钳头与猪肝脏组织的接触过程,并在多功能摩擦磨损试验机(UMT-Ⅱ)上模拟微创手术中的组织夹持牵引操作,研究了钳头与猪肝脏组织间的摩擦学行为,分析了钳头-软组织摩擦接触机制,并基于钳头与组织间的夹持应力分布数值模拟结果,探讨了不同的腹腔镜开窗钳头与肝脏组织的相互作用行为及其夹持稳定性,为新型微创夹持器械的研发设计提供了相应的理论支持。主要的研究工作及结论如下:在ABAQUS中,建立了钳头-肝脏组织的有限元接触模型。通过有限元计算,分析了各个钳头与肝脏组织在接触过程中的应力分布状态,结果表明:在钳头的夹持过程中,载荷在钳头与肝脏组织之间是非均匀分配的,肝脏组织与钳头棱角接触的位置接触应力较大,越靠近两端转角的位置,接触应力越大,在转角位置处达到最大值;开窗钳头与无开窗钳头相比,在夹持组织的过程中,开窗边缘存在应力集中现象,相较于钳头边缘,开窗边缘的应力较小;各个钳头的最大法向接触应力均出现在钳头边缘转角处。实验测定了不同开窗钳头-软组织接触滑动过程中的摩擦特性,建立了单边钳头法向加载单向滑动的简化接触滑动作用模型,从开窗类型、开窗数量和开窗钳头的接触系数等三个方面探究了其对腹腔镜夹钳夹持稳定性的影响,并研究了开窗腹腔镜夹钳-生物软组织交互作用机理,结果表明:开窗的存在会增大近滑动阶段的摩擦阻力,从而增加腹腔镜夹钳的夹持稳定性;钳头-肝脏组织的滑动行为具有很大的钳头开窗构型相关性,矩形开窗与圆形开窗相比,矩形开窗的直角增强了开窗与组织之间的互锁作用,造成更大的摩擦阻力;开窗数量的增加其实质是增加了组织变形点,继而增强了粘弹性滞后作用,从而提高了夹持稳定性;对于同一开窗类型(矩形开窗)的钳头,接触系数存在一个阈值,当接触系数小于该阈值时,随着接触系数的减小,摩擦力减小,夹持稳定性会降低。评价了不同开窗钳头作用下活体兔肝脏的损伤程度,结果表明开窗钳头造成的组织损伤均大于无开窗钳头,方形窗口的钳头相比圆形窗口的钳头可减轻肝脏组织损伤。对于只有一个开窗的钳头,开窗面积越大,夹持过程中引起的组织损伤越小。