[發明專利]基于原位監測的仿生人工瓣膜抗凝性能測試裝置

在審

• 申請號: 202010891062.1
• 申請日: 2020-08-30
• 公開（公告）號: CN111870397A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 馬志超;趙晟騰;杜海瑞;柳克祥;張微;佟帥;盧坊州;趙宏偉;任露泉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: A61F2/24
• 分類號: A61F2/24;G01N21/65
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本發明涉及一種基于原位監測的仿生人工瓣膜抗凝性能測試裝置，屬于科學儀器與測試技術領域。包括介質驅動循環單元、原位監測單元、瓣膜溫度控制單元和輔助單元，所述介質驅動循環單元通過單向閥與瓣膜溫度控制單元的恒溫水浴管剛性連接，瓣膜溫度控制單元通過恒溫水浴管與原位監測單元的輸入端壓力指示器剛性連接，原位監測單元通過輸出端壓力指示器與輔助單元的工作狀態切換閥柔性連接，輔助單元通過工作狀態切換閥與介質驅動循環單元的驅動泵柔性連接。優點在于：構思新穎，結構簡單。可在測試循環試驗過程中對仿生人工瓣膜試件表面血液凝固行為進行實時原位監測，可為仿生人工瓣膜抗凝性能試驗提供在線測試。實用性強。

技術領域

本發明涉及科學儀器與測試技術領域，特別涉及流體循環試驗裝置，尤指一種基于原位監測的仿生人工瓣膜抗凝性能測試裝置。

背景技術

目前心臟瓣膜疾病的發病率越來越高，心臟瓣膜病變嚴重到一定程度則需要置換人工心臟瓣膜，我國每年就有約30萬例患者需要置換人工心臟瓣膜，并且數量呈增長趨勢。人工機械瓣膜作為人工心臟瓣膜的一種主流類型，具有可靠的機械性能和長久的使用壽命，植入患者體內不出意外可終生使用，因此廣受青睞，非常具有前景。但表面易形成血栓最終導致栓塞事故是人工機械瓣膜的致命缺點，這使得患者必須終生服用抗凝藥物進行抗凝治療，大大降低了患者的生活質量。人們對此問題開展了很多研究工作，探討如何避免在人工機械瓣膜表面形成血栓，而基于仿生的思路，通過設計制造仿生人工瓣膜，來提升人工機械瓣膜的抗凝性能十分具有潛力和前景。只有通過可靠的方法對仿生人工瓣膜試件進行表面凝血測試，準確評價其抗凝性能，才能檢驗是否取得了滿意的抗凝效果。

當前缺乏對于仿生人工瓣膜抗凝性能的有效測試手段和試驗設備儀器，傳統上對人工機械瓣膜抗凝性能的測試試驗多為簡單的接觸粘附測試，即將人工機械瓣膜試件放入血液模擬液中浸泡一定時間后，取出試件觀察其表面的粘附情況。但人體內的心臟瓣膜并不是簡單地浸泡在血液中，流經心臟瓣膜的血液流呈交變循環特性，并且在測試循環試驗過程中需要模擬人體內的生理環境溫度以及排除空氣對血液模擬液凝固的干擾。現有的相關設備大多是針對人工機械瓣膜的機械性能測試試驗所研發的，鮮有針對仿生人工瓣膜抗凝性能進行測試循環試驗的裝置儀器，并且在試驗過程中缺乏原位監測功能，這很大程度上限制了提升人工機械瓣膜抗凝性能研究的發展，不利于新型抗凝仿生人工瓣膜的研發和應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于原位監測的仿生人工瓣膜抗凝性能測試裝置，為仿生人工瓣膜抗凝性能試驗提供在線測試裝置，解決了現有技術存在的上述問題。本發明通過調控可調節排量的驅動泵的間歇性運動，實現對仿生瓣膜處交變血流特性的等效模擬。通過在仿生瓣膜處集成光學顯微組件和便攜式拉曼光譜組件，可在測試循環試驗過程中對仿生人工瓣膜試件表面血液凝固行為進行實時原位監測，動態觀察凝血粘附情況，分析瓣膜表面凝血物質的粘附成分。通過水浴恒溫的方法實現對人體心臟內生理溫度環境的模擬。通過真空泵排出裝置內的空氣，減少空氣對測試過程的干擾。并且仿生人工瓣膜是基于仿生的思路設計加工制作而得的，表面具有微米級方柱形陣列結構特征，以實現表面減阻抗粘附。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

基于原位監測的仿生人工瓣膜抗凝性能測試裝置，包括介質驅動循環單元、原位監測單元、瓣膜溫度控制單元和輔助單元，所述介質驅動循環單元通過單向閥5與原位監測單元的流量指示器6剛性管接頭連接，瓣膜溫度控制單元通過恒溫水浴管7與原位監測單元的輸入端壓力指示器11和流量指示器6剛性管接頭連接，原位監測單元通過輸出端壓力指示器14與輔助單元的工作狀態切換閥15柔性軟管連接，輔助單元通過工作狀態切換閥15與介質驅動循環單元的驅動泵3柔性軟管連接。

所述的介質驅動循環單元包括電源模塊1、驅動泵電動機2、驅動泵3、單向閥5，所述電源模塊1、驅動泵電動機2帶動驅動泵3間歇性運轉，驅動泵電動機2與驅動泵3之間為剛性鍵連接，驅動泵3通過金屬軟管4與單向閥5柔性連接，通過調控可調節排量的驅動泵3的間歇性運動，實現對仿生瓣膜處血流特性的等效模擬。