[發明專利]一種應用于改性人工生物瓣的穩態流場設備和方法

有效

• 申請號: 201110361888.8
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102415919A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 陳大凱;李雨;房圓;田聰;董教明;周玲;陳國明;陳韶輝;樂承筠;羅七一
• 申請（專利權）人: 微創醫療器械（上海）有限公司
• 主分類號: A61F2/24
• 分類號: A61F2/24;C08J3/24;A61L27/38
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊青;樊衛民

技術領域

本發明涉及醫療器械領域。更具體而言，本發明涉及一種應用于改性人工生物瓣的穩態流場設備和方法。

背景技術

在心血管應用領域中，經常使用各種類型的人工瓣膜來更換代替功能不全或壞死的人體瓣膜。與人工機械瓣膜相比，包括牛心包膜和豬主動脈瓣在內的人工生物瓣，由于其與人體瓣膜更相近的生物結構和良好的生物兼容性，被越來越多地植入人體用于替代人體瓣膜工作，但是其最主要的弱點是耐久性差。人工生物瓣的耐久性很大程度上取決于能否完整良好地保持人工生物瓣的膠原纖維的波浪紋理結構。

在植入人體之前，需要對人工生物瓣進行化學改性以改善其界面性能，例如，通常將其與戊二醛交聯來實現組織穩定性、降低抗原性并維持組織無菌性(參考文獻1)。

通常人們主要通過將人工生物瓣在一定時期內靜態浸沒于不同濃度的戊二醛等各種溶液中(參考文獻2-4)或者在不同濃度的戊二醛等各種溶液中進行攪拌(參考文獻1)來對其進行化學改性。參考文獻1將牛心包膜劃分成4組，其中：將第1組固定于在室溫下的磷酸鹽緩沖液緩沖的0.5％戊二醛溶液(pH值為7.4)中達14天；第2組則在上述固定處理之后，還在37℃的乙酸緩沖的0.1M甘氨酸溶液(pH值為4.5)中處理48小時，此后在室溫下的磷酸鹽緩沖液緩沖的0.1M?NaBH₄(pH值為7.4)處理24小時；第3組最初在0.5％的戊二醛溶液中固定11天，此后布置在有機溶劑(65％乙醇和5％辛醇的混合物)中的2％戊二醛溶液中并在室溫下攪拌3天；第4組則在第3組所有的步驟之后，利用第2組所用方法利用甘氨酸進行處理。相較未處理牛心包膜，上述4組處理后的牛心包膜：在氨基酸成分中沒有顯著差異，但是大大降低了賴氨酸和組氨酸的含量；收縮溫度顯著提高；平均斷裂伸長率大大提高。第2-4組尤其是第4組處理后的牛心包膜還表現出較好的抗鈣化性能。參考文獻2中通過將牛心包膜靜態浸沒在戊二醛溶液中來對牛心包膜進行化學改性，參考文獻3中通過將多聚陰離子膠原膜(PAC)分別經過0、25和75個利用羥磷灰石礦化的連續周期的處理所得的人工生物膜PAC、PAC?25和PAC?75在室溫下分別在0.01％和0.05％的遞增濃度的戊二醛溶液中(在0.13摩爾/升的磷酸鹽緩沖液中，pH值為7.4)靜態浸沒1個小時和7個小時來實現交聯改性。參考文獻4中依然通過將牛心包膜靜態浸沒在戊二醛溶液中來實現交聯改性。

在現有技術中利用改性溶液對人工生物瓣進行改性的過程中，人工生物瓣所處的改性環境中的流體強度(諸如采用攪拌方法)、試劑濃度(諸如采用靜態浸沒方法)等均存在著等差梯度的問題；此外，人工生物瓣具有一定的柔性，導致其在上述改性環境中可能會發生折疊、褶皺以及彎曲等現象。從而可知，現有技術中的攪拌方法和靜態浸沒方法雖然提高了人工生物瓣的力學性能和界面性能，卻會破壞人工生物瓣原有的波浪紋理結構。申請人通過將人工生物瓣在37℃的改性溫度下在0.625％的戊二醛溶液中靜態浸沒14天以及以125rpm的轉速利用攪拌方式處理14天所得到的人工生物瓣的照片顯示，靜態浸沒法會得到褶皺結構的人工生物瓣，而攪拌法則破壞了人工生物瓣的膠原纖維的波浪紋理結構，一旦膠原纖維的波浪紋理結構被破壞，則膠原纖維無法維持其力學性能，更易因應用環境中的張力和沖擊等而發生斷裂，從而使得人工生物瓣的耐久性惡化，證實了現有技術的此缺陷。

由此可見，本領域存在對用于改性人工生物瓣的穩態流場設備的需求，該設備能夠確保在將人工生物瓣在鋪展的狀態下利用穩態流場對其進行改性。另外，本發明旨在尋求一種用于改性人工生物瓣的穩態流場方法，該方法能夠將人工生物瓣固定鋪展開，并在此狀態下利用穩態流場對其進行改性。上述設備和方法能夠防止人工生物瓣在改性過程中的折疊、褶皺及彎曲以及流場的不穩定，從而能夠更好保全膠原纖維的波浪紋理結構，進而增強人工生物瓣的力學性能和耐久性。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種用于改性人工生物瓣的穩態流場設備，所述穩態流場設備包括泵、穩流器、用于容納改性溶液的改性溶液腔以及用于將所述泵、穩流器和改性溶液腔依序連接以形成改性溶液的閉合流路的管道，其中：

在改性溶液腔內的上游處設有擋流板，用于調節流場截面中的流體壓力分布；

在改性溶液腔內所述擋流板的下游處設有固定架，用于固定所述人工生物瓣，并在液流作用下延展開所述人工生物瓣使之在穩態流場中保持動態穩定。

在本文中，使用措辭“改性溶液”表示用于通過將人工生物瓣置于其中來對其進行改性的溶液。