随着职场母亲在断奶前重返工作岗位的比例增加，高效舒适的泵奶方式成为迫切需求。传统电动吸乳器虽能模拟婴儿吸吮真空曲线，但其单一依赖负压的工作机制与婴儿口腔的多模式生物力学存在本质差异。临床调查显示，62%的母亲遭遇泵奶相关问题，15%出现乳头损伤，28%感到持续不适。更深入的研究发现，传统吸乳器会导致乳头异常伸长5毫米、增宽6毫米，且变形持续时间超20分钟，而亲喂时婴儿仅引起3毫米长度变化和1.5毫米宽度变化，这种组织损伤与舒适度下降直接相关。
为破解这一难题，荷兰代尔夫特理工大学与意大利都灵理工大学联合团队在《IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics》发表研究，提出一种仿生软体吸乳器。研究团队从婴儿哺乳生物力学中获得关键启示：婴儿通过舌部周期性运动形成基线真空（-64±45 mmHg）与峰值真空（-145±58 mmHg）的交替，同时上颌与下颌对乳晕复合体施加峰值达7.88 kPa的周向压力。更重要的是，超声研究显示婴儿舌头上抬时乳头被压缩伸长，下压时则径向扩张缩短，这种动态变化是高效排乳且不损伤组织的关键机制。
研究团队采用增材制造技术，使用生物相容性弹性材料（Biomed Elastic 50A）开发了两种执行器设计方案。膜式执行器通过模拟婴儿硬腭与舌部运动，虽能实现接触力施加，但存在适配性差和系统复杂化的局限。而褶皱型执行器通过环形褶皱结构的径向扩张，既能替代传统隔膜产生真空，又可实现对乳头的周向压力。优选的原型（隧道直径15毫米，褶皱深度4.3毫米）理论容积位移达26,159 mm³，接近商用吸乳器隔膜的29,705 mm³。
关键技术方法包括：1）采用 Shore-00/25 硅胶材料构建仿生乳房模型，通过气动调控模拟泌乳期乳腺刚度变化；2）搭建双泵控制系统，独立调控真空泵（负压）和压缩机（正压）的时序参数；3）通过图像分析软件（Tracker）量化执行器位移；4）利用压力传感器实时监测腔内真空度（pv2 ）。
执行器性能测试结果
在-60 kPa泵压条件下，传统吸乳罩产生-18.3 kPa腔内真空，而褶皱执行器为-14.3 kPa。虽然绝对真空值较低，但真空曲线形态与婴儿吸吮波形更为接近。值得注意的是，传统吸乳器在-60 kPa时隔膜已达最大位移，而执行器仍有优化空间。
乳头变形分析
传统吸乳罩导致乳头伸长10.4毫米（0.6 mm/kPa），而褶皱执行器仅引起4.7毫米伸长（0.3 mm/kPa）。这种51%的降幅表明仿生设计能有效抑制组织过度拉伸。
执行器运动特性
在40 kPa正压作用下，执行器呈现径向收缩运动，平均位移达1.01±0.15毫米。但未加载对抗压力时出现纵向变形，提示需进一步优化结构以适配软组织力学特性。
研究结论确认褶皱执行器通过简化系统架构（去除冗余隔膜）和实现乳头径向扩张，展现出替代传统吸乳器的潜力。讨论部分指出三个关键优化方向：首先需通过计算流体动力学模拟优化执行器形状，解决当前未完全扩张的问题；其次应开发具有解剖学精度的人工乳头模型，以更准确评估乳汁流动特性；最后强调个性化定制的重要性，通过3D打印技术适配不同乳头尺寸（9-30毫米宽度范围），可能显著提升舒适度。尽管正压对排乳效率的影响尚需临床验证，但该研究首次将婴儿口腔的时空压力协调机制转化为工程技术方案，为新一代智能吸乳器开发奠定了理论基础。
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