[發(fā)明專利]一種組織工程血管支架的生物力學(xué)性能測(cè)試裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711208676.X
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN107748128A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王利霞;張研濤;王東方;王瀟宇;李倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08;G01N3/12;G01M10/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于組織工程血管生物力學(xué)性能測(cè)試裝置及方法，屬醫(yī)用生物材料性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

組織工程血管支架移植技術(shù)正逐步適用于心血管疾病的治療，將成為治療心血管疾病的主要治療手段之一，由于血管支架需要植入人體，使得對(duì)組織工程血管支架提出了極高的要求，其中血管支架在形態(tài)結(jié)構(gòu)方面需要滿足高泡孔密度、小泡孔尺寸、高泡孔連通性等性質(zhì)，用以保障組織細(xì)胞在支架內(nèi)生長的營養(yǎng)運(yùn)輸與代謝物排放。組織工程血管支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、彈塑性、穩(wěn)定性屬于組織工程血管的生物力學(xué)性能范疇，其表征指標(biāo)包括爆破壓、順應(yīng)性以及滲透性等；爆破壓是指組織工程血管支架能夠承受的壓力極限，只有當(dāng)組織工程血管支架的爆破壓超過人體動(dòng)脈的最高收縮壓時(shí)，組織工程血管支架才能夠成功移植，否則，當(dāng)動(dòng)脈壓力增大時(shí)，組織工程血管支架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組織工程血管支架在承受相同管內(nèi)壓時(shí)兩者的徑向擴(kuò)張不同，會(huì)使組織工程血管支架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；滲透性指在120mmHg水壓下，單位時(shí)間內(nèi)透過整個(gè)組織工程血管壁或其代表性管段的水滲透流量，滲透性反應(yīng)了人造血管植入體內(nèi)后，尤其是剛剛植入體內(nèi)后管壁對(duì)血液的抗?jié)B透性，其數(shù)值的大小決定組織工程血管支架在植入前是否需要預(yù)凝處理，以及植入后是否易發(fā)生血腫等并發(fā)癥，是一項(xiàng)重要的表征指標(biāo)。由此可見，爆破壓的大小、順應(yīng)性的匹配程度以及滲透性的好壞是影響組織工程血管支架生物力學(xué)性能的重要指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

為了對(duì)組織工程血管支架的生物力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，本發(fā)明的目的在于提供一種組織工程血管支架的生物力學(xué)性能測(cè)試裝置及方法，該測(cè)試裝置包含流動(dòng)循環(huán)回路和光學(xué)測(cè)量裝置；流動(dòng)循環(huán)回路包含可計(jì)量儲(chǔ)液箱、電子蠕動(dòng)泵、壓力表、待測(cè)組織工程血管試樣固定裝置和限流開關(guān)等部件，各部件通過導(dǎo)流硅膠管依次相連構(gòu)成一個(gè)流動(dòng)循環(huán)回路；測(cè)試裝置中不同部件配合使用構(gòu)成滲透性測(cè)量系統(tǒng)、順應(yīng)性測(cè)量系統(tǒng)、爆破性測(cè)量系統(tǒng)；所述的滲透性測(cè)量系統(tǒng)包含電子蠕動(dòng)泵、試樣固定裝置、可計(jì)量儲(chǔ)液箱和硅膠管，所述的可計(jì)量儲(chǔ)液箱上部裝有帶刻度計(jì)量管，記錄儲(chǔ)液箱內(nèi)液體的流失量（即液體由組織工程血管支架的滲出量），電子蠕動(dòng)泵與可計(jì)量儲(chǔ)液箱的配合使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)血管支架試樣滲透性測(cè)量；所述的順應(yīng)性測(cè)試系統(tǒng)包含電子蠕動(dòng)泵、限流開關(guān)、硅膠管、試樣固定裝置及光學(xué)測(cè)量裝置，所述的光學(xué)測(cè)量裝置包含高速攝像機(jī)、標(biāo)尺和計(jì)算機(jī)，可記錄不同壓力下管徑的精確值，通過電子蠕動(dòng)泵、限流開關(guān)和光學(xué)測(cè)量裝置之間的配合使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)血管支架試樣順應(yīng)性測(cè)量；所述的爆破性測(cè)量系統(tǒng)包含可計(jì)量儲(chǔ)液箱、電子蠕動(dòng)泵、壓力表、限流開關(guān)、試樣固定裝置及硅膠管，通過電子蠕動(dòng)泵、限流開關(guān)和壓力表的配合使用，可測(cè)得限流開關(guān)關(guān)閉時(shí)血管支架破壞的壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)血管支架試樣爆破性測(cè)量；在該裝置各部件間有序的配合使用下，實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)完成對(duì)血管支架滲透性、順應(yīng)性、爆破性的測(cè)量。

本發(fā)明技術(shù)方案的特點(diǎn)是：

1．技術(shù)易實(shí)現(xiàn)

本測(cè)試裝置通過電子蠕動(dòng)泵提供動(dòng)力，電子蠕動(dòng)泵提供可控的穩(wěn)定壓力、流量，壓力表可實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力，可計(jì)量儲(chǔ)液箱記錄流量的流失，限流開關(guān)調(diào)控壓力，光學(xué)測(cè)量裝置對(duì)試樣的徑向變化進(jìn)行測(cè)量，整個(gè)裝置測(cè)量過程簡單，系統(tǒng)組裝可行，很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣一系列性能的測(cè)量；

2．多元化控制

在一個(gè)裝置中可實(shí)現(xiàn)滲透性、順應(yīng)性和爆破性的測(cè)量，通過在不同時(shí)刻對(duì)可計(jì)量儲(chǔ)液箱上液面刻度的記錄，可以檢測(cè)試樣的滲透性；通過電子蠕動(dòng)泵、壓力表、限流開關(guān)的配合，可實(shí)現(xiàn)試樣爆破性能的檢測(cè)；通過電子蠕動(dòng)泵、限流開關(guān)、光學(xué)測(cè)量裝置的配合，可對(duì)試樣順應(yīng)性進(jìn)行檢測(cè)；

3．操作方便

測(cè)量過程只需要對(duì)試樣進(jìn)行更換，控制電子蠕動(dòng)泵和限流開關(guān)，即可對(duì)一系列樣品進(jìn)行測(cè)量，得到樣品的滲透性、順應(yīng)性及爆破性能測(cè)量結(jié)果。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明：

圖1 測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2 試樣固定裝置；

圖3 可計(jì)量儲(chǔ)液箱；

附圖標(biāo)記：1、可計(jì)量儲(chǔ)液箱；2、電子蠕動(dòng)泵；3、標(biāo)尺；4、壓力表；5、試樣固定裝置；6、計(jì)算機(jī)；7、高清攝像機(jī)；8、限流開關(guān)；9、試樣；10、試樣固定架；11、儲(chǔ)液箱；12、帶刻度的計(jì)量管；13、輸出口14、回流口。

具體實(shí)施方式