一种多功能人造血管渗透性能测试装置的制作方法

本发明属于生物医用材料和制品的测试仪器领域，具体涉及一种多功能人造血管渗透性能测试装置，旨在测试人造血管的管壁截面水渗透性、整体水渗透性和水进压力。

背景技术：

血管是在人体内起到运输血液、分配血液和进行营养物质交换等作用的重要器官。当人体内的血管组织发生病变时，就需使用相应的替换型人造血管和隔绝术用人造血管进行治疗。根据国际标准iso7198：2016，人造血管须满足临床要求的渗透性，渗透性过大，容易渗血；如果过小，则不能进行物质和营养交换，血管失去原本的作用，将导致移植失败，所以人造血管在制备完成以后进行渗透性的测试是非常有必要的。人造血管的渗透性是指某种液体对人造血管管壁渗透能力的强弱，通常用水的渗透性来表征。主要有三个表征指标，截面渗透性、整体水渗透性和水进压力。截面渗透性是指在120mmhg（16kpa）静压力下，单位时间内透过样品单位面积上的水流量，其中水流量主要有体积计量和质量计量两种，体积计量的单位是ml/cm²/min，重量计量的单位是g/cm²/min。整体水渗透性是指在120mmhg静压力下，单位时间内透过整个人造血管壁或其代表性管段的水渗透流量，单位和截面渗透性的单位一致。水进压力是指人造血管在内部渐增水压作用下，其临界渗漏（（外表面见水））时的水压力，单位即水压的单位。

目前，市场上针对织物渗透性的测试装置不能满足人造血管的测试需要。见诸报道的用于测试人造血管水渗透性的装置，存在缺陷。如中国专利公开号cn1460847a中所述的装置是利用一定高度水柱的重力满足120mmhg的静压力，但是该方法受重力场的影响较大，而且是通过流动水保证一定的压力，不够稳定；另外，该装置无法测试整体水渗透性和水进压力。如中国专利公开号cn105021510a中所述的人造血管整体水渗透性的装置，该装置压强可控，用来测试人造血管的整体水渗透性，但是并不能用来测试人造血管的截面渗透性和水进压力，且对待测试样品的形状和尺寸范围具有一定的。因此，发明一种能够同时在线测试人造血管的截面渗透性、整体渗透性和水进压力的装置，非常重要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多功能人造血管渗透性能测试装置，解决上述问题。

本发明提供一种多功能人造血管渗透性能测试装置，包括：整体水渗透性测试装置、截面水渗透性测试装置、水箱和气泵，所述水箱上设有进气口，所述进气口与所述气泵通过进气管连接，所述进气管上设有气压阀，所述水箱上设有进水口，所述进水口处设有第一水阀，所述水箱的底部设有出水口，所述出水口处设有第二水阀，所述导水管的一端连通所述水箱，另一端分设为第一导水管支管和第二导水管支管两条管道，所述导水管上设有水压表，所述第一导水管支管的下方连接所述整体水渗透性测试装置，所述第二导水管支管的下方连接所述截面水渗透性测试装置，所述第一导水管支管上设有第一测试开关，所述第二导水管支管上设有第二测试开关。

进一步的技术方案，所述整体水渗透性测试装置和截面水渗透性测试装置的下方分别设有用于接收渗出液体的第一水接收器和第二水接收器。

进一步的技术方案，所述气压阀的数量至少为两个。

进一步的技术方案，所述进水口设置在所述水箱的底部。

进一步的技术方案，所述水箱中设有浮力活塞，所述浮力活塞设置在所述进水口的上方。

进一步的技术方案，所述截面水渗透性测试装置的截面测试端口设有环形磁铁，所述环形磁铁具有两个，分为第一环形磁铁和第二环形磁铁，所述第一环形磁铁与所述第二环形磁铁呈上下排列，所述第一环形磁铁的中心线与所述第二环形磁铁的中心线在同一直线上。

进一步的技术方案，所述整体水渗透性测试装置的整体测试端口处设有锥形出水口，所述锥形出水口下方套设有倒锥形螺母。

进一步的技术方案，水箱呈阶梯型结构，进水口设置在所述水箱的侧面。

进一步的技术方案，所述截面水渗透性测试装置的截面测试端口设有螺纹，所述螺母通过螺纹与所述截面测试端口固定。

进一步的技术方案，所述水压表与所述整体水渗透性测试装置和截面水渗透性测试装置在同一水平线上。

本发明开发的一种多功能人造血管渗透性能测试装置，其具体优点如下：

1、该装置能同时在线测量人造血管的截面水渗透性、整体水渗透性和水进压力，方便快捷；

2、利用充气量改变压力，更加稳定、准确、方便；

3、不需要垂直方向长距离水柱，便可以达到所需压力，节约了装置占用的空间；

4、几乎不受不同地理位置重力场的影响，减小了实验误差；

5、该发明装置结构简单，维修保养成本低，且不影响装置测试功能。

附图说明

图1为本发明实施例1中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置的截面测试端口的放大示意图；

图3为本发明实施例1中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置的整体测试端口的放大示意图；

图4为本发明实施例2中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置的水箱结构示意图；

图5为本发明实施例3中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置的截面测试端口的放大示意图；

图6为本发明实施例1中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置测得人造血管样品渗透性数据的测试图。

其中：1为第一测试开关、2为整体水渗透性测试装置、3为第一水接收器、4为第二测试开关、5为截面水渗透性测试装置、6为第二水接收器、7和27为导水管、8为水压表、9和26为水箱、10为出水口、11为第二水阀、12为进气口、13和23为进气管、14和15为气压阀、16为气泵、17为浮力活塞、18和24为进水口、19和25为第一水阀、20为环形磁铁、21为锥形出水口、22为倒锥形螺母、28为螺母。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。但是本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明公开了多功能人造血管渗透性能测试装置，包括测试开关、整体水渗透性测试装置、截面水渗透性测试装置、水接收器、导水管、水压表、水箱、出水口、进气口、进气管、气压阀、气泵、浮力活塞、进水口和水阀。其中，进水口的开关在启动测试之后闭合，且闭合密封性能良好，不会漏气；通过调节进气口的气压调节器改变水的压力，水压可以通过压力计读出；在进行截面水渗透性测试时，第二测试开关打开，第一测试开关关闭；进行整体水渗透性和水进压力测试时，第一测试开关打开，第二测试开关关闭；测试过程中，第二水阀开关始终保持关闭状态，直到测试结束后，打开第二水阀开关放水。截面测试端口使用配套的环形磁铁其外径和内径分别为10-20mm和8-15mm；整体测试端口则用锥形出水口和倒锥形螺母固定测试样品，来进行整体渗透性测试和水进压力测试。

在另外的优选方案中，可以改进水箱的结构、改进截面测试端口。

操作方法

首先关闭阀门1/4/11，打开进水口阀门19，将页面升高至浮动活塞顶板并关闭，打开电子气泵16，调节气压控制阀门14/15，将水压表的压力指数调节为16kpa，打开进水口开关19和截面渗透性测试端口开关4，即可测试截面的渗透性能。同样打开开关1，就可以进行人造血管整体渗透性能测试，测试结束打开出水口开关11放水即可。

为了便于理解上述几种方案，现分为三个实施例来描述。

实施例1

请参阅图1至图3，图1为本发明实施例1中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置的结构示意图；图2为本发明实施例1中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置的截面测试端口的放大示意图；图3为本发明实施例1中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置的整体测试端口的放大示意图。如图1所示，本装置中测试用的水箱9，主体是由有机玻璃制成的箱体，长宽高的尺寸需要控制在40~50cm之间；水箱9上的进气管13设置进气阀门和控制气压的气压阀门14和15，使气压可以稳定在一个设定值；进水口18有一个浮动活塞17不需要将水流完全阻断，利用矩形进水口和矩形橡胶圈可以通过调节水流速度来稳定液面高度；硬质塑料管与测试端口螺纹连接；将水压表装在与测试端同一高度的硬质管子上，可以实时监控测试端的压力，压力范围值是（14kpa~18kpa），所以水压表8的最大量程控制在25~30kpa左右即可；如图2所示，通过与塑料管外径相配的环形磁铁20，将上部分磁铁贴合在塑料管上，下部分装在实验样品上；如图3所示，整体测试端口则用塑料的锥形出水口21和锥形螺母22固定。

气压阀14、15数量可以设置两个以上，气泵16产生的气体从进气口12处进入水箱9，在水箱9的液面上部空间形成气压，达到改变水压的目的。导水管7的直径和长度适中，由有机玻璃、塑料等透明材料制成，水箱9里的水从该管流到测试端口，在开始测试之前确保该管中没有气泡，减小实验结果的误差。

下面介绍测试方法：

截面测试：将人造血管截面截取一部分面积铺平，大小只需要略大于环形磁铁20内径即可，以环形磁铁20内径计算人造血管截面面积。由于拥有两个测试端口，所以将水压表8设计在同一水平高度的其他位置，更利于调节和观察，合理排布空间。

整体水渗透性/水进压力测试：如图3所示，整体测试端口包括：倒锥形螺母22，锥形出水口21。两者可以自由装卸，且密封效果良好。该密封部件可由具有一定弹性且保形性能强的塑料制成，如硅橡胶密封圈、聚氨脂橡胶密封圈和天然橡胶密封圈等材料，确保可以多次使用不损坏且密封效果良好。

水进压力测试：进行水进压力的测量之前，和以上两操作实例所述一样，也需要对装置进行密封性检查，但是与其不同的是不需要调节水压表8的示数在16kpa时才开始测试。通过调节气压阀14和15，逐渐增加压力，当人造血管出现临界渗漏（外表面见水）时，读出压力表8的读数，即水进压力。

表1

表2

表1为用于验证本实施例1测试效果的人造血管样品参数表，表2为本实施例1测得渗透性测试极差分析法数据表。图6为本发明实施例1中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置测得人造血管样品渗透性数据的测试图。从两个表格和图6中可以看出，本装置可以用于测试人造血管的截面水渗透性、整体水渗透性和水进压力。

实施例2

请参阅图4，图4为本发明实施例2中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置的水箱结构示意图。如图4所示，改变原来水箱9结构为呈阶梯型结构的水箱26，来控制液面的高度不变。与原来的各部分基本一致，将进水口18位置改为进水口24位置，相应的第一水阀19位置改成第一水阀25，改变导水管7位置为导水管27位置，进气管13位置和进气管23位置基本保持一致。水底的某一点的压力只与对应这点的垂直水面高度有关，所以只要保证某一点的水面高度稳定，再利用气压差的压力，就可以达到动态的压力和水面平衡。本文设计了连体的补水槽（水箱26），结构方便并且简单有效，并且右边的水面高度只需控制在左侧水箱之上即可，有较大的可控范围。测试压力计算采用公式（1）。

p=ρ×g×（h1-h2）+（p1-p2）（1）

其中，p为测试端的压力，ρ代表水的密度，h1为测试端口液面高度，h2为出水口液面高度差，p1为内部气压值，p2为外部大气压值。

实施例3

请参阅图5，图5为本发明实施例3中所述的一种多功能人造血管渗透性能测试装置的截面测试端口的放大示意图，如图5所示，人造血管渗透性能测试的截面测试端口可以利用螺丝与螺母28连接，中间加以硅胶垫片密封，就可以做成一个不漏水的简易截面测试端口。该测试端口只需要将样品剪成一个简易的正方形或者圆形即可夹持测试，不会影响人造血管的管壁组织结构。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。