[發明專利]用電子凸輪實現持續張應力及心肌橋周期性壓迫模擬裝置

有效

• 申請號: 201611143179.1
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106591122B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 張迎;丁皓;胡水濱;楊乾;王正源
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

一種用電子凸輪實現持續張應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側壁、連接該四個側壁的底板以及用于將兩個相對設置的側壁相連接的滑塊和彎曲梁；壓迫單元，設置在支架框上，包括設置在其他兩個側壁上的兩個對向設置的側壁伸縮組件；持續張應力單元，包括設置在底板上的豎直方向伸縮組件；以及驅動控制單元，與底部伸縮組件和兩個側壁伸縮組件分別連接并進行控制，其中，側壁伸縮組件用于伸縮壓迫冠狀動脈硅膠管，底部伸縮組件用于提供對冠狀動脈硅膠管持續向上的張應力，均包括伺服電機、與該伺服電機連接的電子凸輪、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。

技術領域

本發明涉及醫療機械領域，具體涉及一種心肌橋的力學性能及持續提供張應力對內皮細胞的體外培養實驗裝置。

背景技術

現有的心肌橋冠狀動脈模擬裝置是通過直線步進電機給周期性脈沖信號，帶動滑塊做往復運動對模擬的彈性管腔做周期性壓迫；四點梁彎曲裝置是通過機械凸輪使彈性梁發生塑性形變提供持續的張應力。而且是單一的心肌橋壓迫裝置或張應力加載實驗裝置。

首先，現在的模擬心肌橋周期性壓迫裝置有以下不足：從結構上來說使用傳統的凸輪壓迫模擬的動脈血管是一種不均勻的壓迫，不能做到像滑塊一樣對模擬血管周向均勻性壓迫，其上述裝置顯然不符合真實的血液動力學環境。而現有技術也有通過滑塊實現對血管均勻周期性壓迫的，但大多都是采用步進電機，通過步進電機周期性正反轉實現滑塊的直線往復運動，這種技術最大的不足就是步進電機在較高頻率下周期性正反轉和較高轉速的條件下容易產生機械振動，這對內皮細胞的培養會產生很大的影響，隨著對步進電機脈沖頻率的不斷提高，這種不利的影響會更加明顯，同時也限制了該裝置力學測量范圍。

其次，現有的兩種典型的張應力裝置有以下不足：一種四點梁彎曲法提供張應力，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力，但是密閉腔體容易產生泄露問題，而且實驗裝置也比較復雜，對實驗結果也有一定的影響。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明方案用電子凸輪將張應力加載裝置和心肌橋模擬裝置相結合，可以更好的模擬動脈血管在不同周向應力條件下，血液動力學對內皮細胞生長形態的影響。

一種持續的張應力加載及心肌橋周期性壓迫模擬裝置，用于對放入的冠狀動脈硅膠管進行周期性壓迫及內皮細胞持續張應力體外加載實驗，其特征在于，包括：支架框，具有相互連接的四個側壁、連接該四個側壁的底板以及用于將兩個相對設置的側壁相連接的滑塊和彎曲梁；壓迫單元，用于對放入的冠狀動脈硅膠管進行周期性伸縮壓迫，設置在支架框上，包括設置在其他兩個側壁上的兩個對向設置的側壁伸縮組件；持續張應力單元，包括設置在底板上的豎直方向伸縮組件，用于對放入的冠狀動脈硅膠管進行向上持續性的張應力；以及驅動控制單元，與底部伸縮組件和兩個側壁伸縮組件分別連接并進行控制，其中，側壁伸縮組件用于伸縮壓迫冠狀動脈硅膠管，底部伸縮組件用于提供對冠狀動脈硅膠管持續向上的張應力，兩個側壁伸縮組件和一個底部伸縮組件均包括伺服電機、與該伺服電機連接的電子凸輪、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。

本發明提供的用電子凸輪實現持續張應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，設置在四個側壁的上部。

本發明提供的用電子凸輪實現持續張應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置在模擬血管下方的位置，左右的側壁伸縮組件連接著滑塊。

本發明提供的用電子凸輪實現持續張應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：兩個側壁伸縮組件的伺服電機設置在對應的側壁的外表面，而底部伸縮組件的伺服電機設置在底板上且位于四個側壁外的部位。