[發(fā)明專利]用電子凸輪實(shí)現(xiàn)持續(xù)張應(yīng)力及心肌橋周期性壓迫模擬裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611143179.1
• 申請(qǐng)日: 2016-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN106591122B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張迎;丁皓;胡水濱;楊乾;王正源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M3/00
• 分類號(hào): C12M3/00
• 代理公司: 上海德昭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

一種用電子凸輪實(shí)現(xiàn)持續(xù)張應(yīng)力及心肌橋周期性壓迫模擬裝置，包括：支架框，具有相互連接的四個(gè)側(cè)壁、連接該四個(gè)側(cè)壁的底板以及用于將兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的側(cè)壁相連接的滑塊和彎曲梁；壓迫單元，設(shè)置在支架框上，包括設(shè)置在其他兩個(gè)側(cè)壁上的兩個(gè)對(duì)向設(shè)置的側(cè)壁伸縮組件；持續(xù)張應(yīng)力單元，包括設(shè)置在底板上的豎直方向伸縮組件；以及驅(qū)動(dòng)控制單元，與底部伸縮組件和兩個(gè)側(cè)壁伸縮組件分別連接并進(jìn)行控制，其中，側(cè)壁伸縮組件用于伸縮壓迫冠狀動(dòng)脈硅膠管，底部伸縮組件用于提供對(duì)冠狀動(dòng)脈硅膠管持續(xù)向上的張應(yīng)力，均包括伺服電機(jī)、與該伺服電機(jī)連接的電子凸輪、與該電子凸輪連接的伸縮桿以及與該伸縮桿相連的模擬心肌橋滑塊和彎曲梁。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種心肌橋的力學(xué)性能及持續(xù)提供張應(yīng)力對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的心肌橋冠狀動(dòng)脈模擬裝置是通過直線步進(jìn)電機(jī)給周期性脈沖信號(hào)，帶動(dòng)滑塊做往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)模擬的彈性管腔做周期性壓迫；四點(diǎn)梁彎曲裝置是通過機(jī)械凸輪使彈性梁發(fā)生塑性形變提供持續(xù)的張應(yīng)力。而且是單一的心肌橋壓迫裝置或張應(yīng)力加載實(shí)驗(yàn)裝置。

首先，現(xiàn)在的模擬心肌橋周期性壓迫裝置有以下不足：從結(jié)構(gòu)上來說使用傳統(tǒng)的凸輪壓迫模擬的動(dòng)脈血管是一種不均勻的壓迫，不能做到像滑塊一樣對(duì)模擬血管周向均勻性壓迫，其上述裝置顯然不符合真實(shí)的血液動(dòng)力學(xué)環(huán)境。而現(xiàn)有技術(shù)也有通過滑塊實(shí)現(xiàn)對(duì)血管均勻周期性壓迫的，但大多都是采用步進(jìn)電機(jī)，通過步進(jìn)電機(jī)周期性正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這種技術(shù)最大的不足就是步進(jìn)電機(jī)在較高頻率下周期性正反轉(zhuǎn)和較高轉(zhuǎn)速的條件下容易產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，這對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的培養(yǎng)會(huì)產(chǎn)生很大的影響，隨著對(duì)步進(jìn)電機(jī)脈沖頻率的不斷提高，這種不利的影響會(huì)更加明顯，同時(shí)也限制了該裝置力學(xué)測(cè)量范圍。

其次，現(xiàn)有的兩種典型的張應(yīng)力裝置有以下不足：一種四點(diǎn)梁彎曲法提供張應(yīng)力，這種彎曲裝置基本是一次性加載，而且必要條件下還要不斷更換彎曲梁；另外一種是在密閉腔里通過改變空氣壓力來改變模擬血管所受到的張應(yīng)力，但是密閉腔體容易產(chǎn)生泄露問題，而且實(shí)驗(yàn)裝置也比較復(fù)雜，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明方案用電子凸輪將張應(yīng)力加載裝置和心肌橋模擬裝置相結(jié)合，可以更好的模擬動(dòng)脈血管在不同周向應(yīng)力條件下，血液動(dòng)力學(xué)對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞生長形態(tài)的影響。

一種持續(xù)的張應(yīng)力加載及心肌橋周期性壓迫模擬裝置，用于對(duì)放入的冠狀動(dòng)脈硅膠管進(jìn)行周期性壓迫及內(nèi)皮細(xì)胞持續(xù)張應(yīng)力體外加載實(shí)驗(yàn)，其特征在于，包括：支架框，具有相互連接的四個(gè)側(cè)壁、連接該四個(gè)側(cè)壁的底板以及用于將兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的側(cè)壁相連接的滑塊和彎曲梁；壓迫單元，用于對(duì)放入的冠狀動(dòng)脈硅膠管進(jìn)行周期性伸縮壓迫，設(shè)置在支架框上，包括設(shè)置在其他兩個(gè)側(cè)壁上的兩個(gè)對(duì)向設(shè)置的側(cè)壁伸縮組件；持續(xù)張應(yīng)力單元，包括設(shè)置在底板上的豎直方向伸縮組件，用于對(duì)放入的冠狀動(dòng)脈硅膠管進(jìn)行向上持續(xù)性的張應(yīng)力；以及驅(qū)動(dòng)控制單元，與底部伸縮組件和兩個(gè)側(cè)壁伸縮組件分別連接并進(jìn)行控制，其中，側(cè)壁伸縮組件用于伸縮壓迫冠狀動(dòng)脈硅膠管，底部伸縮組件用于提供對(duì)冠狀動(dòng)脈硅膠管持續(xù)向上的張應(yīng)力，兩個(gè)側(cè)壁伸縮組件和一個(gè)底部伸縮組件均包括伺服電機(jī)、與該伺服電機(jī)連接的電子凸輪、與該電子凸輪連接的伸縮桿以及與該伸縮桿相連的模擬心肌橋滑塊和彎曲梁，該模擬心肌橋滑塊和彎曲梁位于支架框內(nèi)。

本發(fā)明提供的用電子凸輪實(shí)現(xiàn)持續(xù)張應(yīng)力及心肌橋周期性壓迫模擬裝置，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，支架框還包括透明蓋板，設(shè)置在四個(gè)側(cè)壁的上部。

本發(fā)明提供的用電子凸輪實(shí)現(xiàn)持續(xù)張應(yīng)力及心肌橋周期性壓迫模擬裝置，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，底部伸縮組件與彎曲梁設(shè)置在模擬血管下方的位置，左右的側(cè)壁伸縮組件連接著滑塊。

本發(fā)明提供的用電子凸輪實(shí)現(xiàn)持續(xù)張應(yīng)力及心肌橋周期性壓迫模擬裝置，還可以具有這樣的特征，其特征在于：兩個(gè)側(cè)壁伸縮組件的伺服電機(jī)設(shè)置在對(duì)應(yīng)的側(cè)壁的外表面，而底部伸縮組件的伺服電機(jī)設(shè)置在底板上且位于四個(gè)側(cè)壁外的部位。