肛门失禁(Fecal Incontinence,FI)是一种临床常见病症,是指人体失去对气体或粪便自主控制能力。目前针对FI治疗方案多种多样,有饮食调节、药物治疗和灌肠之类的保守治疗,也有括约肌成形术、肌肉移植术、骶神经刺激、肠造口术等手术治疗。但由于手术治疗过程复杂,并发症发病率高,易复发等弊端,研究人员提出植入式人工肛门括约肌系统(Artificial Anal Sphincter,AAS),该系统主要包括磁珠式、水泵式和记忆合金式。经过长期临床实验发现,目前的AAS没有便意感知功能,患者无法根据肠道内排泄物重量信息进行自主控便,并且由于目前AAS通过局部夹紧直肠的方式进行控便,该方式容易造成患者肠道局部压力过大,经长时间夹持甚至会造成肠道缺血坏死。因此现有的AAS还不成熟,有待进一步完善。在国家自然基金(No.61673271,No.81601631)、上海科研计划项目(No.15441903100)和中国博士后基金(No.2016M601587)资助下,针对FI,本文提出一种新型AAS,即仿耻骨人工肛门括约肌系统,该系统具有便意感知功能,该系统使患者能够像正常人一样进行控便与排便,为解决FI提供一种新思路。本文主要工作包含以下几个方面:1.设计仿耻骨人工肛门括约肌系统。本文设计一种新型人工肛门括约肌系统,其模拟正常人体控便机理,该系统通过电机驱动摆臂运动,牵引直肠,使肠道形成一定肛肠角,患者因此完成控便。2.完成无线供能模块设计。由于系统需长期植入体内,因此采用无线能量传输的供能方式,该系统基于人体安全性,在满足接收端功率需求情况下,通过改变发射频率以及线圈匝数,优化传输效率。经实验验证,在传输距离为10mm时,无线能量传输效率可达60%。3.完成充电电路设计与测试。针对稳压模块,根据系统要求更改原有线性稳压方式为DC/DC稳压方式。4.完成中环独立式传动系统设计。针对机构中环与套筒连接处渗水问题,本机构改变原有传动方式,将中环摆臂与套筒分离,形成中环独立式传动系统。5.完成压力传感器封装设计。为完成肠道内容物对机构压力信息采集,本系统中将压力传感器裸片、硅凝胶以及硅胶膜封装到一起,制作成柔性压力传感器系统,嵌于机构三环中。该封装方式具有良好的生物相容性以及密封性,硅胶膜置于肠道外壁与压力传感器之间,通过硅胶膜扩大压力传感器感应面积,因此该封装将压力传感器系统感应方式由点接触变为面接触。6.完成系统软件设计。软件设计主要包括通讯模块、控便与排便模块、体内压力信息获取模块及电池电压信息获取模块。本系统为延长在体内工作时间,进行低功耗设计,当患者不需排便时,系统进入休眠状态,以此降低系统功耗。7.完成系统组装以及实验测试。体外实验主要包括:无线供能实验、便意感知实验、排便实验与控便实验,以此验证系统在体外环境的稳定性以及密封性。动物体内实验用以验证生物组织相容性以及在体内复杂环境中系统可靠性。