专利名称：腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置及其测试方法
技术领域：
本发明涉及一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置及其测试方法，属生物医用纺织品领域。
背景技术：
胸腹主动脉血管瘤在临床上属于常见病，腔内隔绝术作为治疗胸腹主动脉瘤疾病的有效技术，已经被越来越多的医院采用。腔内隔绝术用人造血管作为治疗的关键技术，其疲劳性能评价显得尤为重要，其中体外模拟是评价人造血管疲劳性能的最为有效的手段之一。通过大量对用于胸主动脉瘤临床治疗的人造血管移植样的跟踪调查和研究发现，胸腔隔绝术临床治疗失败的案例中，人造血管均表现出了不同程度的扭转疲劳现象，而这一扭转疲劳有可能是导致人造血管失效的最主要原因之一。因此，非常有必要针对腔内隔绝术用人造血管的扭转疲劳性能进行体外模拟，以达到通过体外扭转疲劳模拟评价人造血管的耐扭转疲劳性能，从而预测人造血管的体内使用寿命。通过大量文献和资料的查阅发现，虽然目前国内外对于人造血管体外疲劳模拟方面已有相关报道，但是对于人造血管体外扭转疲劳模拟的测试仍是空白。如国外方面美国Endura TEC公司生产的ELF9100系列血管移植物测试系统，20世纪80年代末美国学者Pourdeyhimi等人设计的人造血管体外疲劳测试系统，以及国内方面专利号为 ZL 200510010636.2的专利腔内隔绝术用人造血管耐磨损性能测试装置和专利号为ZL 200710043812. 4纺织型人造血管疲劳性能仿真测试装置等，虽然都对人造血管进行了体外的模拟，但是没有针对扭转疲劳性能方面的测试。值得一提的是2011年9月7日已公开的专利CN102175M1A人造血管体外模拟弯折疲劳老化装置及其测试方法，针对腹腔内人造血管临床使用中出现的弯折老化进行了体外模拟，但是对于体外模拟人造血管扭转疲劳老化方面，目前没有检索到国内外相关文献资料的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置及其测试方法，用于弥补目前体外模拟测试腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳性能的空白，并结合不同腔内隔绝术用人造血管参数的设计，比较分析影响血管扭转疲劳性能的因素，实现了腔内隔绝术用人造血管体外扭转模拟的测试。为了达到上述目的，本发明的一种技术方案是提供了一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置，包括带有加热装置的储液箱，储液箱通过导流硅胶管连接电子蠕动泵， 压力监测器通过导流硅胶管连接限流器，限流器通过导流硅胶管连接储液箱，其特征在于， 电子蠕动泵的输出端连接人造血管扭转模拟装置，人造血管扭转模拟装置的输出端连接压力监测器；
所述人造血管扭转模拟装置包括工作台，工作台上固定有金属板，金属板的上端设有滑槽，滑槽中装有可水平移动的滑块，所述滑块的一端通过销钉与连杆的头端相连，连杆的尾端通过销钉连接在带有长槽的圆盘上，带有长槽的圆盘与电动机相连，电动机与变频器相连，所述电动机和变频器均固定安装在工作台上，所述滑块的另一端与齿条相连，齿条与齿轮啮合，齿轮的中心孔径处装有垂直空心金属导管，垂直空心金属导管的下端与人造血管试样的上端相连，人造血管试样的下端与水平空心金属导管或L型空心金属导管的头端相连，水平空心金属导管或L型空心金属导管安装在带有加热装置的水槽的侧壁上并伸进水槽中，所述带有加热装置的水槽安装在工作台上并与金属板之间留有空隙，空隙中插入可移动的标有0-180°角度的角度尺，所述垂直空心金属导管的上端和水平空心金属导管或L型空心金属导管的尾端均与导流硅胶管连通。优选地，所述人造血管扭转模拟装置中垂直空心金属导管和水平空心金属导管或 L型空心金属导管的直径为6-45mm，齿条的长度为40-100mm，齿轮的直径为25_100mm。优选地，所述人造血管扭转模拟装置中滑块的材料选用铜，连杆和圆盘的材料选用铝合金，垂直空心金属导管和水平空心金属导管或L型空心金属导管的材料选用不锈钢，齿条和齿轮的材料选用尼龙，带有加热装置的水槽的材料选用有机玻璃。本发明的另一个技术方案是提供了一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置的测试方法，其特征在于，具体测试步骤如下
1)实验材料的准备准备直径为6-45mm的垂直空心金属导管、水平空心金属导管或L 型空心金属导管，准备长度为40-100mm的齿条，直径为25-100mm的齿轮，准备人造血管试样和内衬管，人造血管试样采用直形管状，织物覆膜材料选用聚酯纺织基或聚四氟乙烯或聚氨酯材料，织物覆膜长度为70-250mm，直径为6_45mm，内衬管材料选用硅胶材料，与人造血管试样配套使用，内衬管长度为试样织物覆膜长度的105-120%，其直径为织物覆膜直径的80-98%，内衬管套入人造血管试样织物覆膜内部，两端各长出3-5mm，织物覆膜上用缝合线缝合有3个相互独立的金属支架，缝合方式有常规双次穿入式缝合、不规则单次穿入式缝合和支架尖端密集式缝合三种方式，金属支架尖端角度α为20-70° ；
2)检查系统在开始测试前，检查和调试装置，使其正常工作，如有异常，及时调整；
3)把准备好的水平空心金属导管或L型空心金属导管安装在带有加热装置的水槽的侧壁上并伸进水槽中；
4)调整齿条和齿轮初始位置，安装装有齿轮的垂直空心金属导管，使齿轮恰好与齿条的中心位置啮合；
5)调整销钉在圆盘长槽中的位置，改变通过销钉连接在带有长槽的圆盘上的连杆的动程，使通过滑块与连杆相连的齿条作水平往复移动，并使与齿条啮合的齿轮转动0-90°
(不包括0° )，这个试验扭转角度范围对应临床中人造血管的扭转角度范围；
6)安装人造血管试样将准备好的人造血管试样的上端用橡皮圈套在垂直空心金属导管的下端，人造血管试样的下端套在水平空心金属导管或L型空心金属导管的头端，调整水平空心金属导管或L型空心金属导管伸入带有加热装置的水槽的长度，对照角度尺， 使人造血管试样装夹上下两端的夹角为20-180°，这个角度范围对应临床上移植放置的人造血管的上下两端的夹角，调节人造血管试样，使其不产生扭曲；
7)往带有加热装置的储液箱中注满液体，带有加热装置的水槽中注入2/3液体， 保证液面盖过人造血管试样的上端，调节储液箱和水槽的加热装置，使液体温度保持 37 士 0. 5 0C ；8)打开电子蠕动泵，调节其频率为1-lOHz，使储液箱中液体通过电子蠕动泵变为稳定的脉动流经导流硅胶管通入垂直空心金属导管312 ；
9)调节限流器，使压力监测器显示压力范围为16-lOOKPa;
10)调节变频器频率为l-60Hz，控制电动机转速；
11)测试和记录待系统稳定，液体连续流动，管道没有气泡后，开始计时，实时观察人造血管试样破损情况，当人造血管试样出现破损，则立即停止实验，记录破损时间；
12)评价人造血管试样耐扭转疲劳性能在相同测试条件下，通过本装置和本测试方法，对不同扭转角度、人造血管试样装夹状态、缝合方式以及金属支架尖端角度α的人造血管进行测试，评价人造血管耐扭转疲劳性能。相同测试条件下，人造血管试样破损时间越长，其耐扭转疲劳性越好，相应的人造血管试样结构更为合理有效。本发明的有益效果是
1)本发明的装置和测试方法能有效模拟在仿真环境下腔内隔绝术用人造血管在人体内扭转后出现的疲劳老化状态，通过电子蠕动泵提供的脉动压，实现了对人造血管的径向扩张作用，通过作水平回转运动的齿轮和齿条的啮合，实现了模拟人造血管体内扭转受力运动。2)通过本装置和本测试方法，对不同扭转角度、人造血管试样装夹状态、缝合方式以及金属支架尖端角度α的人造血管进行测试，评价人造血管耐扭转疲劳性能。相同测试条件下，人造血管试样破损时间T越长，其耐扭转疲劳性越好，相应的人造血管试样结构更为合理有效。
图1是本发明的腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置示意图； 图2Α是人造血管扭转模拟装置的俯视示意图2Β是人造血管扭转模拟装置中人造血管式样夹持状态的示意图； 图3是人造血管试样与内衬管组装结构示意图。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例中使用的腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置如图1所示，包括带有加热装置的储液箱1，储液箱1通过导流硅胶管6连接电子蠕动泵2，压力监测器4通过导流硅胶管6连接限流器5，限流器5通过导流硅胶管6连接储液箱1，电子蠕动泵2的输出端连接人造血管扭转模拟装置3，人造血管扭转模拟装置3的输出端连接压力监测器4。如图2Α及图2Β所示，所述人造血管扭转模拟装置3包括工作台31，工作台上固定有金属板32，金属板的上端设有滑槽33，滑槽33中装有可水平移动的滑块34，所述滑块34 的一端通过销钉351与连杆36的头端相连，连杆36的尾端通过销钉352连接在带有长槽的圆盘37上，带有长槽的圆盘37与电动机38相连，电动机38与变频器39相连，所述电动机38和变频器39均固定安装在工作台31上，所述滑块34的另一端与齿条310相连，齿条 310与齿轮311啮合，齿轮311的中心孔径处装有垂直空心金属导管312，垂直空心金属导管312的下端与人造血管试样A的上端相连，人造血管试样A的下端与水平空心金属导管 313’或L型空心金属导管313"的头端相连，水平空心金属导管313’或L型空心金属导管 313"安装在带有加热装置的水槽314的侧壁上并伸进水槽314中，所述带有加热装置的水槽314安装在工作台31上并与金属板32之间留有空隙，空隙中插入可移动的标有0-180° 角度的角度尺315，所述垂直空心金属导管312的上端和水平空心金属导管313’或L型空心金属导管313"的尾端均与导流硅胶管6连通。所述垂直空心金属导管312和水平空心金属导管313’或L型空心金属导管313"的直径为6-45mm，其材料选用不锈钢，齿条310的长度为40-100mm，齿轮311的直径为25_100mm，齿条310和齿轮311的材料选用尼龙，滑块 34的材料选用铜，连杆36和圆盘37的材料选用铝合金，带有加热装置的水槽314的材料选用有机玻璃。带有加热装置的水槽314中盛放液体并保持液体温度在37士0.5°C，这里的液体可以是水，可以是人造血液，也可以是真的人体血液，实验者可根据实验条件进行选择。如图3所示，人造血管试样A采用直形管状，织物覆膜A1材料选用聚酯纺织基或聚四氟乙烯或聚氨酯材料，织物覆膜A1长度L1为70-250mm，直径D1为6_45mm，内衬管A2材料选用硅胶材料，与人造血管试样A配套使用，内衬管A2长度L2为试样织物覆膜A1长度L1 的105-120%，其直径込为织物覆膜A1直径D1的80-98%，内衬管A2套入人造血管试样A织物覆膜A1内部，两端各长出3-5mm，织物覆膜~上用缝合线A3缝合有3个相互独立的金属支架A4，缝合方式有常规双次穿入式缝合、不规则单次穿入式缝合和支架尖端密集式缝合三种方式，金属支架A4尖端角度α为20-70°。实施例1
本实施例所记载的一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置的测试方法，其具体步骤如下
1)实验材料的准备准备直径为6mm的垂直空心金属导管312、直径为6mm的L型空心金属导管313"，长度为55mm的齿条310，直径为52mm的齿轮311，准备人造血管试样A和内衬管A2,人造血管试样A采用直形管状，织物覆膜A1选用聚酯纺织基，长度L1为70mm，直径 D1为6mm，内衬管A2材料选用硅胶材料，与人造血管试样A配套使用，内衬管A2长度L2为 80mm,其直径込为5mm，内衬管A2套入人造血管试样A织物覆膜A1内部，两端各长出5mm， 织物覆膜A1上用缝合线A3缝合有3个相互独立的金属支架A4,缝合方式选择常规双次穿入式缝合，金属支架A4材料选用镍钛合金，尖端角度α为40°。2)检查系统在开始测试前，检查和调试装置，使其正常工作，如有异常，及时调離
iF. ο3)把准备好的L型空心金属导管313"安装在带有加热装置的水槽314的侧壁上并伸进水槽314中。4)调整齿条310和齿轮311初始位置，安装装有齿轮311的垂直空心金属导管 312，使齿轮311恰好与齿条310的中心位置啮合。5)调整销钉352在圆盘37长槽中的位置，改变通过销钉352连接在带有长槽的圆盘37上的连杆36的动程，使通过滑块34与连杆36相连的齿条310作水平往复移动，并使与齿条310啮合的齿轮311转动30°。
6)安装人造血管试样A 将准备好的人造血管试样A的上端用橡皮圈套在垂直空心金属导管312的下端，人造血管试样A的下端套在L型空心金属导管313"的头端，调整 L型空心金属导管313"伸入带有加热装置的水槽314的长度，对照角度尺315，使人造血管试样A装夹上下两端的夹角为180°，即呈自然竖直状态，调节人造血管试样A，使其不产生扭曲。7)往带有加热装置的储液箱1中注满液体，带有加热装置的水槽314中注入2/3 液体，保证液面盖过人造血管试样A的上端，调节储液箱1和水槽314的加热装置，使液体温度保持37 士 0.5 °C。8)打开电子蠕动泵2，调节其频率为10Hz，使储液箱1中液体通过电子蠕动泵2变为稳定的脉动流经导流硅胶管6通入垂直空心金属导管312。9)调节限流器5，使压力监测器4显示压力范围为48KPa。10)调节变频器38频率为20Hz，控制电动机37转速。11)测试和记录待系统稳定，液体连续流动，管道没有气泡后，开始计时，实时观察人造血管试样A破损情况，当人造血管试样A出现破损，则立即停止实验，记录破损时间 1\=7恥。12)对照测试在测试步骤幻中，调整销钉352在圆盘37长槽中的位置，使与齿条310啮合的齿轮311转动60°，其他实验材料和测试条件保持不变，重复步骤1)到11)， 记录破损时间T2=72h。13)对照测试在测试步骤幻中，调整销钉352在圆盘37长槽中的位置，使与齿条310啮合的齿轮311转动90°，其他实验材料和测试条件保持不变，重复步骤1)到11)， 记录破损时间T3=57h。14)评价人造血管试样A耐扭转疲劳性能
通过本装置和本测试方法，对不同扭转角度的人造血管试样A进行测试，相同测试条件下，人造血管试样A破损时间越长，其耐扭转疲劳性越好；经过测试，I\(79h)> T2(72h)> T3(5 )，说明扭转角度对人造血管试样耐扭转疲劳性能有影响，且扭转角度较小时，人造血管试样的耐扭转疲劳性能较好。人造血管在体内移植时，扭转90°为极限情况，且根据上述测试结果，在此情况下人造血管试样耐扭转疲劳性能最差；所以对不同装夹状态和不同缝合方式以及支架尖端角度的人造血管试样进行测试时，应在体内相对最差移植环境下对人造血管试样耐扭转疲劳性能进行评价，即在人造血管试样扭转角度为90°的前提下，对人造血管试样不同装夹状态和缝合方式以及支架尖端角度进行测试。实施例2
本实施例所记载的一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置的测试方法，其具体步骤如下
1)实验材料的准备准备直径为15mm的垂直空心金属导管312、直径为15mm的L型空心金属导管313"，长度为55mm的齿条310，直径为52mm的齿轮311，准备人造血管试样A和内衬管A2,人造血管试样A采用直形管状，织物覆膜A1选用聚酯纺织基，长度L1为70mm，直径D1为15mm，内衬管A2材料选用硅胶材料，长度L2为80mm，直径込为14mm，内衬管A2套入人造血管试样A织物覆膜A1内部，两端各长出5mm，织物覆膜A1上用缝合线A3缝合有3个相互独立的金属支架A4,缝合方式选择常规双次穿入式缝合，金属支架A4材料选用镍钛合金，尖端角度α为40°。2)检查系统在开始测试前，检查和调试装置，使其正常工作，如有异常，及时调離
iF. ο3)把准备好的L型空心金属导管313"安装在带有加热装置的水槽314的侧壁上并伸进水槽314中。4)调整齿条310和齿轮311初始位置，安装装有齿轮311的垂直空心金属导管 312，使齿轮311恰好与齿条310的中心位置啮合。5)调整销钉352在圆盘37长槽中的位置，改变通过销钉352连接在带有长槽的圆盘37上的连杆36的动程，使通过滑块34与连杆36相连的齿条310作水平往复移动，并使与齿条310啮合的齿轮311转动90°。6)安装人造血管试样A 将准备好的人造血管试样A的上端用橡皮圈套在垂直空心金属导管312的下端，人造血管试样A的下端套在L型空心金属导管313"的头端，调整 L型空心金属导管313"伸入带有加热装置的水槽314的长度，对照角度尺315，使人造血管试样A装夹上下两端的夹角为180°，即呈自然竖直状态，调节人造血管试样A，使其不产生扭曲。7)往带有加热装置的储液箱1中注满液体，带有加热装置的水槽314中注入2/3 液体，保证液面盖过人造血管试样A的上端，调节储液箱1和水槽314的加热装置，使液体温度保持37 士 0.5 °C。8)打开电子蠕动泵2，调节其频率为10Hz，使储液箱1中液体通过电子蠕动泵2变为稳定的脉动流经导流硅胶管6通入垂直空心金属导管312。9)调节限流器5，使压力监测器4显示压力范围为48KPa。10)调节变频器38频率为20Hz，控制电动机37转速。11)测试和记录待系统稳定，液体连续流动，管道没有气泡后，开始计时，实时观察人造血管试样A破损情况，当人造血管试样A出现破损，则立即停止实验，记录破损时间 T1=Blh012)对照测试在测试步骤1)实验材料准备中，准备直径为15mm的水平空心金属导管313’，人造血管试样A织物覆膜A1长度L1为114mm，直径D1为15mm，内衬管A2长度L2 为124mm，直径D2为14mm，内衬管A2套入人造血管试样A织物覆膜A1内部，两端各长出5mm ； 在测试步骤6)中，调整水平空心金属导管313"伸入水槽314中的长度，对照角度尺315，使人造血管试样A装夹上下两端的夹角为135°，其他实验材料和测试条件保持不变，重复步骤1)到11)，记录破损时间T2=54h。13)对照测试在测试步骤1)实验材料准备中，准备直径为15mm的水平空心金属导管313’，人造血管试样A织物覆膜A1长度L1为150mm，直径D1为15mm，内衬管A2长度L2 为160mm，直径D2为14mm，内衬管A2套入人造血管试样A织物覆膜A1内部，两端各长出5mm ； 在测试步骤6)中，调整水平空心金属导管313"伸入水槽314中的长度，对照角度尺315，使人造血管试样A装夹上下两端的夹角为90°，其他实验材料和测试条件保持不变，重复步骤1)到11)，记录破损时间Ts=36h014)对照测试在测试步骤1)实验材料准备中，准备直径为15mm的水平空心金属导管313’，人造血管试样A织物覆膜A1长度L1为215mm，直径D1为15mm，内衬管A2长度L2 为225mm，直径D2为14mm，内衬管A2套入人造血管试样A织物覆膜A1内部，两端各长出5mm ； 在测试步骤6)中，调整水平空心金属导管313"伸入水槽314中的长度，对照角度尺315，使人造血管试样A装夹上下两端的夹角为45°，其他实验材料和测试条件保持不变，重复步骤1)到11)，记录破损时间T4=Mh。15)评价人造血管试样A耐扭转疲劳性能
通过本装置和本测试方法，对不同装夹状态的人造血管试样A进行测试，相同测试条件下，人造血管试样A破损时间越长，其耐扭转疲劳性越好；经过测试，T1(Blh)) T2(54h)> Ts(36h) > Tj24h)，说明不同装夹状态对人造血管试样耐扭转疲劳性能有影响，且人造血管试样呈自然竖直状态安装时，即临床上人造血管顺直不弯折时，人造血管试样的耐扭转疲劳性能较好。根据上述测试结果，人造血管在体内移植呈45°时耐扭转疲劳性能相对最差；所以对不同缝合方式和支架尖端角度的人造血管试样进行测试时，应在体内相对最差移植环境下对人造血管试样耐扭转疲劳性能进行评价，即在人造血管试样扭转角度为90°、装夹呈45°时，对不同缝合方式和支架尖端角度的人造血管试样进行测试，得到合理有效的人造血管结构。实施例3
本实施例所记载的一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置的测试方法，其具体步骤如下
1)实验材料的准备准备直径为30mm的垂直空心金属导管312、直径为30mm的水平空心金属导管313’，长度为55mm的齿条310，直径为52mm的齿轮311，准备人造血管试样A和内衬管A2,人造血管试样A采用直形管状，织物覆膜A1选用聚酯纺织基，长度L1为215mm， 直径D1为30mm，内衬管A2材料选用硅胶材料，长度L2为225mm，直径D2为^mm,内衬管A2 套入人造血管试样A织物覆膜A1内部，两端各长出5mm，织物覆膜A1上用缝合线A3缝合有 3个相互独立的金属支架A4，缝合方式选择常规双次穿入式缝合，金属支架A4材料选用镍钛合金，尖端角度α为40°。2)检查系统在开始测试前，检查和调试装置，使其正常工作，如有异常，及时调整3)把准备好的水平空心金属导管313’安装在带有加热装置的水槽314的侧壁上并伸进水槽314中。4)调整齿条310和齿轮311初始位置，安装装有齿轮311的垂直空心金属导管 312，使齿轮311恰好与齿条310的中心位置啮合。5)调整销钉352在圆盘37长槽中的位置，改变通过销钉352连接在带有长槽的圆盘37上的连杆36的动程，使通过滑块34与连杆36相连的齿条310作水平往复移动，并使与齿条310啮合的齿轮311转动90°。6)安装人造血管试样A 将准备好的人造血管试样A的上端用橡皮圈套在垂直空心金属导管312的下端，人造血管试样A的下端套在水平空心金属导管313’的头端，调整水平空心金属导管313’伸入带有加热装置的水槽314的长度，对照角度尺315，使人造血管试样A装夹上下两端的夹角为45°，调节人造血管试样A，使其不产生扭曲。
7)往带有加热装置的储液箱1中注满液体，带有加热装置的水槽314中注入2/3 液体，保证液面盖过人造血管试样A的上端，调节储液箱1和水槽314的加热装置，使液体温度保持37 士 0.5 °C。8)打开电子蠕动泵2，调节其频率为10Hz，使储液箱1中液体通过电子蠕动泵2变为稳定的脉动流经导流硅胶管6通入垂直空心金属导管312。9)调节限流器5，使压力监测器4显示压力范围为48KPa。10)调节变频器38频率为20Hz，控制电动机37转速。11)测试和记录待系统稳定，液体连续流动，管道没有气泡后，开始计时，实时观察人造血管试样A破损情况，当人造血管试样A出现破损，则立即停止实验，记录破损时间 1\=2乩。12)对照测试在测试步骤1)实验材料准备中，人造血管试样A金属支架A4和织物覆膜A1的缝合方式选用不规则单次穿入式缝合，其他实验材料和测试条件保持不变，重复步骤1)到11)，记录破损时间T2=IBh013)对照测试在测试步骤1)实验材料准备中，人造血管试样A金属支架A4和织物覆膜A1的缝合方式选用支架尖端密集式缝合，其他实验材料和测试条件保持不变，重复步骤1)到11)，记录破损时间Ts=39h
14)评价人造血管试样A耐扭转疲劳性能
通过本装置和本测试方法，对不同缝合方式的人造血管试样A进行测试，相同测试条件下，人造血管试样A破损时间越长，其耐扭转疲劳性越好；经过测试，Ts(39h)> T1(26h)> T2(Wh),说明不同缝合方式对人造血管试样耐扭转疲劳性能有影响，且缝合方式为尖端密集式缝合时，人造血管试样的耐扭转疲劳性能较好。实施例4
本实施例所记载的一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置的测试方法，其具体步骤如下
1)实验材料的准备准备直径为45mm的垂直空心金属导管312、直径为45mm的水平空心金属导管313’，长度为55mm的齿条310，直径为52mm的齿轮311，准备人造血管试样A和内衬管A2,人造血管试样A采用直形管状，织物覆膜A1选用聚酯纺织基，长度L1为215mm， 直径D1为45mm，内衬管A2材料选用硅胶材料，长度L2为225mm，直径込为44mm，内衬管A2 套入人造血管试样A织物覆膜A1内部，两端各长出5mm，织物覆膜A1上用缝合线A3缝合有 3个相互独立的金属支架A4，缝合方式选择支架尖端密集式缝合，金属支架A4材料选用镍钛合金，尖端角度α为40°。2)检查系统在开始测试前，检查和调试装置，使其正常工作，如有异常，及时调整3)把准备好的水平空心金属导管313’安装在带有加热装置的水槽314的侧壁上并伸进水槽314中。4)调整齿条310和齿轮311初始位置，安装装有齿轮311的垂直空心金属导管 312，使齿轮311恰好与齿条310的中心位置啮合。5)调整销钉352在圆盘37长槽中的位置，改变通过销钉352连接在带有长槽的圆盘37上的连杆36的动程，使通过滑块34与连杆36相连的齿条310作水平往复移动，并使与齿条310啮合的齿轮311转动90°。6)安装人造血管试样A 将准备好的人造血管试样A的上端用橡皮圈套在垂直空心金属导管312的下端，人造血管试样A的下端套在水平空心金属导管313’的头端，调整水平空心金属导管313’伸入带有加热装置的水槽314的长度，对照角度尺315，使人造血管试样A装夹上下两端的夹角为45°，调节人造血管试样A，使其不产生扭曲。7)往带有加热装置的储液箱1中注满液体，带有加热装置的水槽314中注入2/3 液体，保证液面盖过人造血管试样A的上端，调节储液箱1和水槽314的加热装置，使液体温度保持37 士 0.5 °C。8)打开电子蠕动泵2，调节其频率为10Hz，使储液箱1中液体通过电子蠕动泵2变为稳定的脉动流经导流硅胶管6通入垂直空心金属导管312。9)调节限流器5，使压カ监测器4显示压力范围为48KPa。10)调节变频器38频率为20Hz，控制电动机37转速。11)测试和记录待系统稳定，液体连续流动，管道没有气泡后，开始计吋，实时观察人造血管试样A破损情況，当人造血管试样A出现破损，则立即停止实验，记录破损时间 T1=SSho12)对照测试在测试步骤1)实验材料准备中，人造血管试样A金属支架A4的尖端角度α选用20°，其他实验材料和测试条件保持不变，重复步骤1)到11)，记录破损时间 T2=27h。13)对照测试在测试步骤1)实验材料准备中，人造血管试样A金属支架A4的尖端角度α选用70°，其他实验材料和测试条件保持不变，重复步骤1)到11)，记录破损时间Τ3=4他。14)评价人造血管试样A耐扭转疲劳性能
通过本装置和本测试方法，对不同支架尖端角度α的人造血管试样A进行测试，相同测试条件下，人造血管试样A破损时间越长，其耐扭转疲劳性越好；经过测试，T3(48h)> T1(SSh)) 1^2 )，说明不同支架尖端角度α对人造血管试样耐扭转疲劳性能有影响，且在一定范围内，支架尖端角度α越大，人造血管试样的耐扭转疲劳性能越好。
权利要求
1.一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置，包括带有加热装置的储液箱(1)， 储液箱(1)通过导流硅胶管(6)连接电子蠕动泵(2)，压力监测器(4)通过导流硅胶管(6) 连接限流器(5 )，限流器(5 )通过导流硅胶管(6 )连接储液箱(1)，其特征在于，电子蠕动泵 (2)的输出端连接人造血管扭转模拟装置(3)，人造血管扭转模拟装置(3)的输出端连接压力监测器(4);所述人造血管扭转模拟装置(3)包括工作台(31)，工作台(31)上固定有金属板(32)， 金属板(32)的上端设有滑槽(33)，滑槽(33)中装有可水平移动的滑块(34)，所述滑块(34) 的一端通过销钉(351)与连杆(36 )的头端相连，连杆(36 )的尾端通过销钉(352 )连接在带有长槽的圆盘(37)上，带有长槽的圆盘(37)与电动机(38)相连，电动机(38)与变频器(39) 相连，所述电动机(38)和变频器(39)均固定安装在工作台(31)上，所述滑块(34)的另一端与齿条(310)相连，齿条(310)与齿轮(311)啮合，齿轮(311)的中心孔径处装有垂直空心金属导管(312)，垂直空心金属导管(312)的下端与人造血管试样(A)的上端相连，人造血管试样(A)的下端与水平空心金属导管(313’)或L型空心金属导管(313")的头端相连， 水平空心金属导管(313’)或L型空心金属导管(313")安装在带有加热装置的水槽(314) 的侧壁上并伸进水槽(314)中，所述带有加热装置的水槽(314)安装在工作台(31)上并与金属板(32)之间留有空隙，空隙中插入可移动的标有0-180°角度的角度尺(315)，所述垂直空心金属导管(312)的上端和水平空心金属导管(313’)或L型空心金属导管(313")的尾端均与导流硅胶管(6)连通。
2.如权利要求1所述的一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置，其特征在于 所述人造血管扭转模拟装置(3)中垂直空心金属导管(312)和水平空心金属导管(313’)或 L型空心金属导管(313〃)的直径为6-45111111，齿条(310)的长度为40_100mm，齿轮(311)的直径为25-100mm。
3.如权利要求1所述的一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置，其特征在于 所述人造血管扭转模拟装置(3)中滑块(34)的材料选用铜，连杆(36)和圆盘(37)的材料选用铝合金，垂直空心金属导管(312)和水平空心金属导管(313’)或L型空心金属导管 (313")的材料选用不锈钢，齿条(310)和齿轮(311)的材料选用尼龙，带有加热装置的水槽 (314)的材料选用有机玻璃。
4.一种使用权利要求1所述的腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置的测试方法， 其特征在于，具体测试步骤如下1)实验材料的准备准备直径为6-45mm的垂直空心金属导管(312)、水平空心金属导管(313’ )或L型空心金属导管(313")，准备长度为40-100mm的齿条(310)，直径为 25-100mm的齿轮(311 )，准备人造血管试样(A)和内衬管(A2),人造血管试样(A)采用直形管状，织物覆膜(A1)材料选用聚酯纺织基或聚四氟乙烯或聚氨酯材料，织物覆膜(A1)长度 (L1)为70-250mm，直径(D1)为6-45mm，内衬管(A2)材料选用硅胶材料，与人造血管试样(A) 配套使用，内衬管(A2)长度(L2)为试样织物覆膜(A1)长度(L1)的105-120%，其直径(D2)为织物覆膜(A1)直径(D1)的80-98%，内衬管(A2)套入人造血管试样(A)织物覆膜(A1)内部， 两端各长出3-5mm，织物覆膜(A1)上用缝合线(A3)缝合有3个相互独立的金属支架(A4)，缝合方式有常规双次穿入式缝合、不规则单次穿入式缝合和支架尖端密集式缝合三种方式， 金属支架(A4)尖端角度(α)为20-70° ；2)检查系统在开始测试前，检查和调试装置，使其正常工作，如有异常，及时调整；3)把准备好的水平空心金属导管(313’)或L型空心金属导管(313")安装在带有加热装置的水槽(314)的侧壁上并伸进水槽(314)中；4)调整齿条(310)和齿轮(311)初始位置，安装装有齿轮(311)的垂直空心金属导管 (312)，使齿轮(311)恰好与齿条(310) ^中心位置啮合；5)调整销钉(352)在圆盘(37)长槽中的位置，改变通过销钉(352)连接在带有长槽的圆盘(37)上的连杆(36)的动程，使通过滑块(34)与连杆(36)相连的齿条(310)作水平往复移动，并使与齿条(310)啮合的齿轮(311)转动0-90° (不包括0° )；6)安装人造血管试样(A)将准备好的人造血管试样(A)的上端用橡皮圈套在垂直空心金属导管(312)的下端，人造血管试样(A)的下端套在水平空心金属导管(313’)或L型空心金属导管(313")的头端，调整水平空心金属导管(313’)或L型空心金属导管(313") 伸入带有加热装置的水槽(314)的长度，对照角度尺(315)，使人造血管试样(A)装夹上下两端的夹角为20-180°，调节人造血管试样(A)，使其不产生扭曲；7)往带有加热装置的储液箱(1)中注满液体，带有加热装置的水槽(314)中注入2/3 液体，保证液面盖过人造血管试样(A)的上端，调节储液箱(1)和水槽(314)的加热装置，使液体温度保持37 士 0. 5°C ；8)打开电子蠕动泵(2)，调节其频率为1-lOHz，使储液箱(1)中液体通过电子蠕动泵 (2)变为稳定的脉动流经导流硅胶管(6)通入垂直空心金属导管(312)；9)调节限流器(5)，使压力监测器(4)显示压力范围为16-lOOKPa；10)调节变频器(38)频率为l-60Hz，控制电动机(37)转速；11)测试和记录待系统稳定，液体连续流动，管道没有气泡后，开始计时，实时观察人造血管试样(A)破损情况，当人造血管试样(A)出现破损，则立即停止实验，记录破损时间 T ；12)评价人造血管试样(A)耐扭转疲劳性能在相同测试条件下，通过本装置和本测试方法，对不同扭转角度、装夹状态、缝合方式以及金属支架尖端角度(α )的人造血管试样A 进行测试，评价人造血管试样A的耐扭转疲劳性能，相同测试条件下，人造血管试样(A)破损时间T越长，其耐扭转疲劳性越好，相应的人造血管试样结构更为合理有效。
全文摘要
本发明涉及一种腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳模拟装置及其测试方法，所述装置包括带有加热装置的储液箱、电子蠕动泵、压力监测器、限流器和导流硅胶管，其特征在于，还包括人造血管扭转模拟装置。本发明还公开了一种使用所述装置的测试方法，所述方法通过水平回转运动的齿条和齿轮啮合，实现人造血管体内扭转运动模拟，通过水平或L型空心金属导管实现人造血管试样在体内不同位置的模拟，通过对比测试不同结构的人造血管，得到影响人造血管耐扭转疲劳的因素。本发明弥补了目前体外模拟腔内隔绝术用人造血管扭转疲劳的空白，为人造血管结构的完善提供了更加科学的依据。
文档编号G01N3/36GK102564877SQ20121000184
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者关国平, 刘冰, 林婧, 王富军, 王璐, 金.马汀 申请人:东华大学