《Scientific Reports》：Bowel incision closure with a semi-mutomated Robot-assisted laser tissue soldering system
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本研究针对胃肠手术中传统缝合法与吻合器法存在的吻合口漏等风险，开发了一种机器人辅助激光组织焊接（RLTS）系统。团队通过离体猪肠优化焊接轨迹、焊料浓度等参数，并在活体猪小肠Heineke-Mikulicz术式中实现无接触半自动化闭合。术后两周组织学显示黏膜再生且无渗漏，为胃肠手术自动化提供了新范式。
胃肠手术是治疗肿瘤、减重及创伤的常见手段，但传统缝合与吻合器闭合切口时存在组织张力不均、吻合口漏等风险，尤其在使用机器人辅助微创手术（RAMIS）时更依赖医生操作技巧。吻合口漏可能引发二次手术、延长住院时间甚至增加死亡率，而现有自动化缝合技术因需直接接触组织，在动态手术环境中易受呼吸、肠道蠕动干扰。激光组织焊接（Laser Tissue Soldering, LTS）通过激光加热生物相容性焊料（如牛血清白蛋白与吲哚菁绿混合液）实现无接触组织融合，但其在厚壁组织（如肠道）中的应用仍缺乏活体验证。
为解决这一难题，本研究团队开发了机器人辅助激光组织焊接（Robot-assisted Laser Tissue Soldering, RLTS）系统，并在活体猪肠道上首次实现了半自动化无接触切口闭合。研究通过离体实验优化焊接参数后，成功应用于活体猪小肠Heineke-Mikulicz术式，术后两周评估显示无渗漏且组织愈合良好。该成果发表于《Scientific Reports》，为胃肠手术自动化提供了新思路。
关键技术方法
研究采用Raven-II手术机器人平台控制激光纤维运动，结合808纳米二极管激光与红外辐射计实现闭环温度控制（设定40-50°C）。焊料为牛血清白蛋白（BSA）与吲哚菁绿（ICG）混合液，通过离体猪肠模型优化浓度（BSA 800 mg/ml, ICG 0.45 mg/ml）与机器人运动轨迹（双离散路径）。活体实验使用6头50-60 kg家猪，行小肠Heineke-Mikulicz闭合术，术后观察两周并取组织进行组织学分析。
研究结果
离体实验验证焊接参数
通过比较不同机器人运动轨迹（锯齿形、快速离散、慢速离散、双慢速离散），发现双离散轨迹（直线往返运动，速度0.1 mm/s，停留10秒）的焊接样本爆裂压力最高，甚至优于手工缝合（图2A）。进一步优化显示，高BSA浓度（800 mg/ml）与低ICG浓度（0.45 mg/ml）组合可提升焊料黏附性与激光穿透深度，实现肠壁全层融合（图3A、4A）。在Heineke-Mikulicz术式模型中，机器人焊接的爆裂压力显著高于缝合（图5B），且在不同实验场地（本古里安大学实验室与Lahav动物研究中心）结果一致。
活体实验证实闭合安全性
活体实验中，5头猪术后存活两周，无吻合口漏，肠道功能一周内恢复。组织学显示焊接区域黏膜再生、浆膜纤维化，无热损伤或炎症反应（图6C）。纤维组织宽度约5.5毫米，表明切口愈合良好。
结论与意义
本研究首次在活体大型动物模型中实现机器人辅助激光组织焊接的肠道切口闭合，证实其闭合强度与传统缝合相当甚至更优，且具备无接触、自动化潜力。通过优化焊接参数与闭环温度控制，系统可适应动态手术环境，减少组织损伤。尽管当前系统仍需人工监控（ autonomy level 2），但为全自动胃肠手术奠定了基础，未来结合视觉轨迹跟踪与专用器械设计，有望革新微创手术技术。
