一種人工血管的生物力學性能測試裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種人工血管的生物力學性能測試裝置，屬醫用生物材料性能測試技術領域。該測試裝置包括儲液箱，導流硅膠管，電子蠕動泵，限流開關，導線，裝有處理和轉換信號軟件的計算機以及數據輸出設備，還包括試樣固定裝置，壓力測試裝置，位移測試裝置。利用該裝置能對人工血管的生物力學性能進行科學的測試和評價，解決目前在生理狀態下測試完整人工血管各項生物力學性能的技術問題，實現人工血順應性、耐疲勞性能及管爆破壓的一體化完整測試，為選擇各項力學性能符合要求的人工血管提供科學、可靠的依據。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種用于人工血管生物力學性能的測試裝置，屬醫用生物材料性能測試

技術介紹
人工血管植入生物體內后，將處于各種復雜的血管生理環境當中，不僅承受著垂直于血流方向的周期性壓力與牽張力(周應力)，而且隨著血液的流動，人工血管還承受著平行于血流方向的摩擦力(剪應力)，因此，需要人工血管具有支撐擴張、收縮和摩擦時的結構強度、彈塑性和穩定性；此外，人工血管在體內的使用周期較長，對于可降解的人工血管支架，要求其在體內的降解速率要小于新生組織的生長速率，其使用周期一般至少I 3個月；對于置換型人工血管，要求其使用壽命應超過受體病人的期望壽命值，可達幾年甚至幾十年，因此，還需要人工血管具有必要的耐久性。如果在植入前就能夠有效評估人工血管在生理狀態下的爆破壓、順應性、以及疲勞性能，將會在很大程度上提高人工血管臨床移植的成功率，同時對于研發與天然血管性能相匹配的人工血管具有指導意義。但如何在不破壞人工血管的結構及其管狀形態的情況下檢測其在生理狀態下的各項生物力學性能始終是一個難點問題。在本技術之前，中國技術專利(CN 2551214 )公開了一種血管吻合口爆破壓檢測裝置，將壓力注射器中的液體同時推注到待測血管和連接壓力表的連接管內時，壓力表上的讀數反映了血管吻合口所承受的壓力，檢測時，當吻合口漏水或破裂時的壓力即為爆破壓。中國技術專利(CN201524071U)公開了一種血管生理順應性檢測裝置，它利用注射器向試樣中注射液體，當試樣中壓力達到人體正常舒張壓和收縮壓時，利用顯微鏡觀察記錄血管管徑的變化，從而根據壓力變化及血管管徑變化的比值計算出人工血管的順應性值。上述技術方案采用壓力注射器作為樣品加壓裝置，模擬人體血液流動狀態實現對樣品的加壓，存在著模擬血液流動不夠穩定的缺陷，用于人工血管生物力學性能測試受到了一定的限制。
技術實現思路
本技術目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種對人工血管的順應性、耐疲勞性能及爆破壓等生物力學性能進行完整的一體化測試的裝置，為其性能評估提供依據。本技術的技術方案是提供一種人工血管的生物力學性能測試裝置，它包括儲液箱，導流硅膠管，電子蠕動泵，試樣固定裝置，限流開關，壓力測量裝置，位移測量裝置，數據處理器及數據輸出設備；所述的試樣固定裝置包括箱體，箱體的兩個側面上分別固定一個三通管和一個二通管；所述三通管的三個端口分別為液體輸入端、液體輸出端和液壓測量端；所述二通管的一個端口為液體輸入端，另一個端口為液體輸出端；待測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導流硅膠管與電子蠕動泵的輸出口相連，三通管的液壓測量端與壓力測量裝置相連；二通管的液體輸出端通過導流硅膠管經限流開關與儲液箱的液體進口端相連；儲液箱的液體出口端經導流硅膠管與電子蠕動泵的輸入口相連；儲液箱、電子蠕動泵、待測人工血管試樣及限流開關，通過導流硅膠管的連接，構成一個流動循環系統；所述的壓力測量裝置包括液壓傳感器、直流穩壓電源；液壓傳感器與三通管的液壓測量端相連，液壓傳感器的電源輸入端與直流穩壓電源相連，液壓傳感器的信號輸出端通過接口與數據處理器相連接；所述的位移測試裝置包括激光位移傳感器、數據采集卡；激光位移傳感器置于待測人工血管試樣的上方，實時測量試樣的管徑變化；激光位移傳感器的輸出信號經數據采集卡采集數據后輸入到數據處理器進行數據處理，經數據輸出設備顯示測試結果。與現有技術相比，本技術具有的有益效果是實現了人工血管爆破壓、順應性及疲勞性能的一體化測試，可在生理狀態下對完整人工血管的各項生物力學性能進行較為全面的測試，為選擇各項力學性能符合要求的人工血管提供科學、可靠的依據。附圖說明圖I是本技術實施例提供的一種人工血管的生物力學性能測試裝置的結構示意圖；圖2是本技術實施例提供的一種人工血管的生物力學性能測試裝置中試樣固定裝置的結構示意圖；圖3是利用本技術實施例提供的一種人工血管的生物力學性能測試裝置進行順應性檢測時輸出的壓力-管徑變化曲線圖；圖4是利用本技術實施例提供的一種人工血管的生物力學性能測試裝置進行耐疲勞性能檢測判斷疲勞時的壓力-管徑變化曲線圖。圖中，I、儲液箱；2、導流硅膠管；3、電子蠕動泵；4、試樣固定裝置；5、限流開關；6、壓力測量裝置；7、位移測量裝置；8、導線；9、計算機；10、數據輸出設備；41、有機玻璃箱；42、三通管；43、二通管。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術技術方案作進一步的闡述。實施例I參見附圖1，本實施例提供人工血管的生物力學性能測試裝置由儲液箱1，導流硅膠管2，電子蠕動泵3，試樣固定裝置4，限流開關5，壓力測試裝置6，位移測試裝置7，導線8，裝有處理和轉換信號的計算機9以及數據輸出設備10組成；參見附圖2，試樣固定裝置4由側面帶孔的有機玻璃箱41、三通管42、兩通管43組成。三通管42和兩通管43分別通過側面孔與有機玻璃箱41連接在一起，試樣S的兩端在有機玻璃箱41中分別連接在三通管42的一端以及兩通管43的一端。三通管42的另外兩個端口之一通過導流硅膠管2與電子蠕動泵3的輸出口相連，另一個端口與壓力測試裝置6的液壓傳感器相連。兩通管43的另一端通過導流硅膠管2經限流開關5與儲液箱I相連；壓力測試裝置6由液壓傳感器、直流穩壓電源組成，其中液壓傳感器與三通管42的一端相連，其電源輸入端與直流穩壓電源相連，液壓傳感器信號輸出端與裝有處理和轉換信號的計算機9相連接；位移測試裝置7由激光位移傳感器、數據采集卡組成，其中激光位移傳感器置于試樣上方，實時測量試樣的管徑變化。管徑變化的信號經數據采集卡后輸入到裝有處理和轉換信號的計算機9。基于LabVIEW語言編寫的程序會對信號進行處理并在顯示器10上同步顯示壓力-管徑變化曲線。上述儲液箱、導流硅膠管、電子蠕動泵、三通管、兩通管、限流開關、液壓傳感器、直流穩壓電源、激光位移傳感器、數據采集卡、計算機、顯示器均為市購。對管徑為30 mm，長度為15 cm的表面涂層的絲蛋白編織人工血管S進行生物力學性能的測試，具體測試步驟如下接通電源，打開裝有處理和轉換信號軟件的計算機9以及直流穩壓電源62，預熱二十分鐘到半小時。向儲液箱I中加入足量的液體，其中液體可以是水也可以是模擬血液性質的其它液體。選擇人工血管試樣S，選擇外徑為30 mm的三通管42和兩通管43。將試樣的左端緊套在位于試樣固定裝置4左側面的三通管42的右端，然后將試樣的右端緊套在位于試樣固定裝置4右側面的兩通管43的左端。將壓力測試裝置6的輸出端接裝有處理和轉換信號的計算機9。同時調整位移測試裝置7的激光位移傳感器的高度，使激光束位于試樣S上方，通過數據采集卡采集位移變化的信號并輸入到裝有處理和轉換信號的計算機9。利用LabVIEW語言編寫的壓力-管徑關聯程序將裝有處理和轉換信號的計算機9采集的數據轉換為壓力-管徑曲線。打開電子蠕動泵3，調整脈動頻率，頻率采用1Hz。檢測順應性調整限流開關5，控制試樣所承受的脈動壓力為200 mmHg，利用壓力測試裝置6和位移測試裝置7同步記錄管徑和壓力的變化情況，得到壓力-管徑變化曲線。從曲線中獲得一個脈動循環中的壓力P2 (20本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種人工血管的生物力學性能測試裝置，它包括儲液箱，導流硅膠管，電子蠕動泵，試樣固定裝置，限流開關，壓力測量裝置，位移測量裝置，數據處理器及數據輸出設備；其特征在于：所述的試樣固定裝置包括箱體，箱體的兩個側面上分別固定一個三通管和一個二通管；所述三通管的三個端口分別為液體輸入端、液體輸出端和液壓測量端；所述二通管的一個端口為液體輸入端，另一個端口為液體輸出端；?待測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導流硅膠管與電子蠕動泵的輸出口相連，三通管的液壓測量端與壓力測量裝置相連；二通管的液體輸出端通過導流硅膠管經限流開關與儲液箱的液體進口端相連；儲液箱的液體出口端經導流硅膠管與電子蠕動泵的輸入口相連；儲液箱、電子蠕動泵、待測人工血管試樣及限流開關，通過導流硅膠管的連接，構成一個流動循環系統；所述的壓力測量裝置包括液壓傳感器、直流穩壓電源；液壓傳感器與三通管的液壓測量端相連，液壓傳感器的電源輸入端與直流穩壓電源相連，液壓傳感器的信號輸出端通過接口與數據處理器相連接；所述的位移測量裝置包括激光位移傳感器、數據采集卡；激光位移傳感器置于待測人工血管試樣的上方，實時測量試樣的管徑變化；激光位移傳感器的輸出信號經數據采集卡采集數據后輸入到數據處理器進行數據處理，經數據輸出設備顯示測試結果。...

【技術特征摘要】
1.一種人工血管的生物力學性能測試裝置，它包括儲液箱，導流硅膠管，電子蠕動泵，試樣固定裝置，限流開關，壓力測量裝置，位移測量裝置，數據處理器及數據輸出設備；其特征在于 所述的試樣固定裝置包括箱體，箱體的兩個側面上分別固定一個三通管和一個二通管；所述三通管的三個端口分別為液體輸入端、液體輸出端和液壓測量端；所述二通管的一個端口為液體輸入端，另一個端口為液體輸出端； 待測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導流硅膠管與電子蠕動泵的輸出口相連，三通管的液壓測量端與壓力測量裝置相連；二通管的液體輸出端通過導流硅膠管經限...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙薈菁，呂強，王璐，
申請(專利權)人：蘇州大學，
類型：實用新型
國別省市：