肝移植手术,是指通过手术的方式将一个健康的肝脏植入到患者体内,使终末期肝病患者肝功能得到较好恢复的一种外科治疗手段。随着肝移植技术水平的提高,肝移植已经成为治疗终末期肝脏疾病唯一有效的治疗手段。从全肝移植手术步骤和笔者与许多外科手术专家的访谈中可以看出,在病肝移除和供肝缝合期间,只采用阻断钳加以进行血供阻断,一旦滑脱或阻断失败,风险极大,严重危及到病患的生命安全。因此对此处手术钳的夹持可靠性能研究是极其重要的。基于上述医学机理,我们发现:1.钳头齿形对于防止组织在夹持过程中滑脱具有重要的作用。2.优化手术钳对组织的夹持力分布均匀性对提升手术钳稳定可靠的夹持性能具有重要作用。但是,在目前的手术过程中,选择什么样的手术钳来阻断肝上段下腔静脉是没有统一的标准的。究其原因,是因为目前对于器械与生物软组织接触界面的力学和物理学行为仍然缺乏认识和理解,日常手术过程中,医生多凭借主管感受,经验来判断。对于各种器械在相应的使用环境下的使用性能的认知不足。可以说,现有对手术器械与组织界面的相关研究,尤其是基础理论仍处于空白。基于上述原因,本文通过手术钳对组织夹持的防滑脱性能模拟实验对常用手术钳齿形作了防滑脱性能的比较。搜集了市面上常用的几款齿形并制成样块,将聚氨酯材料作为模拟下腔静脉夹持物,利用带有力传感装置的定制夹具对模拟夹持物体作横向力加载,并通过小量程拉伸试验机对模拟夹持物作纵向力加载。通过此种的方法,对手术钳钳头齿形在组织与器械接触界面的摩擦性能进行了测定,得到了在相同夹持条件下,不同齿形的滑脱性能。在手术钳对组织的夹持力分布均匀性的优化上,本文使用I-scan测试装置对现有使用最广的KLINTMALM型式手术钳的夹持力分布均匀性进行评估,并利用ANSYS软件,通过有限元模拟仿真,分析出现有产品在整个夹持状态下的应力及变形趋势,发现在头端钳口连接梁处在整个夹持过程中的变形最大,使得整个钳口的相对距离即两钳口间的距离在整个夹持过程中,先变小再增大,从而导致夹持力的不均匀。基于以上结论,通过调整连接梁处的刚度,减小连接梁在整个夹持过程中的相对变形,减小两钳口间距离增大的可能性,从而减小了手术钳对组织的夹持力不均匀性。并通过样品制作和夹持力的测试验证了优化的可行性。在完成对滑脱性能和夹持力分布均匀性的研究和模拟测试后,对优化后的样品进行了活体动物定点夹持实验。在有丰富临床医生的操作下,对3头已经过麻醉的小型猪进行了下腔静脉的游离,并使用优化后的手术钳进行了夹持和滑脱性能的评估。结果表明,经过优化后的手术钳没有血管滑脱的风险,并且夹持受力均匀,夹持稳定,齿痕清晰,证明了优化后的用于阻断肝上下腔静脉的手术钳的加持性能优越,表明了其良好的使用性能和经济,社会效益。