[發(fā)明專(zhuān)利]一種人工血管的生物力學(xué)性能測(cè)試方法及其裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210178490.5
• 申請(qǐng)日: 2012-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102680324A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙薈菁;呂強(qiáng);王璐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州大學(xué);東華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/12
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/12
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于人工血管生物力學(xué)性能的測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，屬醫(yī)用生物材料性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人工血管植入生物體內(nèi)后，將處于各種復(fù)雜的血管生理環(huán)境當(dāng)中，不僅承受著垂直于血流方向的周期性壓力與牽張力（周應(yīng)力），而且隨著血液的流動(dòng)，人工血管還承受著平行于血流方向的摩擦力（剪應(yīng)力），因此，需要人工血管具有支撐擴(kuò)張、收縮和摩擦?xí)r的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、彈塑性和穩(wěn)定性；此外，人工血管在體內(nèi)的使用周期較長(zhǎng)，對(duì)于可降解的人工血管支架，要求其在體內(nèi)的降解速率要小于新生組織的生長(zhǎng)速率，其使用周期一般至少1～3個(gè)月；對(duì)于置換型人工血管，要求其使用壽命應(yīng)超過(guò)受體病人的期望壽命值，可達(dá)幾年甚至幾十年，因此，還需要人工血管具有必要的耐久性。

人工血管結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、彈塑性、穩(wěn)定性以及耐久性屬于人工血管的生物力學(xué)性能范疇，其表征指標(biāo)包括爆破壓、順應(yīng)性以及疲勞性能等。爆破壓是指人工血管能夠承受的壓力極限，只有當(dāng)人工血管的爆破壓超過(guò)人體動(dòng)脈的最高收縮壓時(shí)，人工血管才能夠成功移植，否則，當(dāng)動(dòng)脈壓力增大時(shí)，人工血管及其吻合口容易破裂，導(dǎo)致大出血、甚至死亡等嚴(yán)重并發(fā)癥。順應(yīng)性(一般指徑向順應(yīng)性)是指在脈動(dòng)壓力條件下，管壁隨著壓力變化不斷擴(kuò)張和收縮的能力，順應(yīng)性不匹配的直接表現(xiàn)是相對(duì)柔韌的血管組織與較硬的人工血管在承受相同管內(nèi)壓時(shí)兩者的徑向擴(kuò)張不同，會(huì)使人工血管和天然血管的吻合處產(chǎn)生內(nèi)膜增生，導(dǎo)致血栓栓塞而使移植失敗。而疲勞是指人工血管在周期性脈動(dòng)應(yīng)力的影響下導(dǎo)致其表面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷、軸向或徑向發(fā)生形變等，使人工血管不能進(jìn)一步使用。由此可見(jiàn)，爆破壓的大小、順應(yīng)性的匹配程度以及耐疲勞性能的好壞是影響人工血管生物力學(xué)性能的重要因素。

如果在植入前就能夠有效評(píng)估人工血管在生理狀態(tài)下的爆破壓、順應(yīng)性、以及疲勞性能，將會(huì)在很大程度上提高人工血管臨床移植的成功率，同時(shí)對(duì)于研發(fā)與天然血管性能相匹配的人工血管具有指導(dǎo)意義。但如何在不破壞人工血管的結(jié)構(gòu)及其管狀形態(tài)的情況下檢測(cè)其在生理狀態(tài)下的各項(xiàng)生物力學(xué)性能始終是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。在本發(fā)明之前，中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利（CN?2551214?）公開(kāi)了一種血管吻合口爆破壓檢測(cè)裝置，將壓力注射器中的液體同時(shí)推注到待測(cè)血管和連接壓力表的連接管內(nèi)時(shí),壓力表上的讀數(shù)反映了血管吻合口所承受的壓力，檢測(cè)時(shí)，當(dāng)吻合口漏水或破裂時(shí)的壓力即為爆破壓。中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利（CN201524071U）公開(kāi)了一種血管生理順應(yīng)性檢測(cè)裝置，它利用注射器向試樣中注射液體，當(dāng)試樣中壓力達(dá)到人體正常舒張壓和收縮壓時(shí)，利用顯微鏡觀察記錄血管管徑的變化，從而根據(jù)壓力變化及血管管徑變化的比值計(jì)算出人工血管的順應(yīng)性值。上述技術(shù)方案采用壓力注射器作為樣品加壓裝置，模擬人體血液流動(dòng)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的加壓，存在著模擬血液流動(dòng)不夠穩(wěn)定的缺陷。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利（CN101393095A）公開(kāi)了一種人造血管順應(yīng)性仿真測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，其特點(diǎn)是通過(guò)壓力發(fā)生裝置獲得脈沖壓力波形，再利用激光測(cè)徑儀檢測(cè)試樣在不同壓力下管徑的值，進(jìn)而計(jì)算得出順應(yīng)性值。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利（CN101105435B）公開(kāi)了一種紡織型人造血管疲勞性能仿生測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，試樣在長(zhǎng)時(shí)間的脈動(dòng)液體的影響下會(huì)發(fā)生疲勞破壞現(xiàn)象，它通過(guò)監(jiān)測(cè)紡織型人工血管密度的變化間接表征試樣的耐疲勞性能，然而，對(duì)由其它方法制備的試樣在疲勞表征、可實(shí)現(xiàn)的力學(xué)測(cè)試功能方面受到了一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種對(duì)人工血管的順應(yīng)性、耐疲勞性能及爆破壓等生物力學(xué)性能進(jìn)行完整的一體化測(cè)試和評(píng)估的測(cè)試方法及其裝置。?????

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：提供一種人工血管的生物力學(xué)性能測(cè)試裝置，它包括儲(chǔ)液箱，導(dǎo)流硅膠管，電子蠕動(dòng)泵，試樣固定裝置，限流開(kāi)關(guān)，壓力測(cè)量裝置，位移測(cè)量裝置，數(shù)據(jù)處理器及數(shù)據(jù)輸出設(shè)備；?

所述的試樣固定裝置包括箱體，箱體的兩個(gè)側(cè)面上分別固定一個(gè)三通管和一個(gè)二通管；所述三通管的三個(gè)端口分別為液體輸入端、液體輸出端和液壓測(cè)量端；所述二通管的一個(gè)端口為液體輸入端，另一個(gè)端口為液體輸出端；?

待測(cè)人工血管試樣的兩端在箱體中分別連接在三通管的液體輸出端及二通管的液體輸入端，三通管的液體輸入端通過(guò)導(dǎo)流硅膠管與電子蠕動(dòng)泵的輸出口相連，三通管的液壓測(cè)量端與壓力測(cè)量裝置相連；二通管的液體輸出端通過(guò)導(dǎo)流硅膠管經(jīng)限流開(kāi)關(guān)與儲(chǔ)液箱的液體進(jìn)口端相連；儲(chǔ)液箱的液體出口端經(jīng)導(dǎo)流硅膠管與電子蠕動(dòng)泵的輸入口相連；儲(chǔ)液箱、電子蠕動(dòng)泵、待測(cè)人工血管試樣及限流開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)流硅膠管的連接，構(gòu)成一個(gè)流動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)；