CN106393533A - 小口径组织工程血管支架管胚制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种小口径组织工程血管支架管胚制备装置，包含出料控制组件、加压进料组件、电机组件与多功能基座组件；所述出料控制组件包含自适应出料控制器与出料调节杆，出料调节杆与自适应出料控制器的出料口配合，通过调节出料调节杆位置控制管胚长度；所述的电机组件包括电机、标准化芯轴及电机控制系统，标准化芯轴为可快速更换部件，其直径控制管胚试样的内径；所述多功能基座组件包括基座、物料回收盘与自适应调节支架；所述的自适应出料控制器固定于自适应调节支架的滑动杆上，通过调节自适应出料控制器的位置调节出料口与标准化芯轴间的距离以控制管胚的壁厚；通过调节各组件间的距离关系，成形预设参数的管胚试样。

Description

小口径组织工程血管支架管胚制备装置

技术领域

本发明涉及一种组织工程血管支架的血管胚制备技术，特别涉及半自动的可替换标准化芯轴、可调壁厚与出料口长度的血管支架管胚制备装置，属于医疗器械技术领域，也可用于其他领域小口径管状制件的制备。

背景技术

组织工程血管支架移植技术正逐步适用于心血管疾病的治疗，将成为治疗心血管疾病的主要治疗手段之一，由于血管支架需要植入人体，使得对组织工程血管支架提出了极高的要求，其中血管支架在形态结构方面需要满足高泡孔密度、小泡孔尺寸、高泡孔连通性等性质，用以保障组织细胞在支架内生长的营养运输与代谢物排放。间歇式微发泡技术被广泛用于泡孔形态结构的理论研究。在采用该技术研究血管支架内部泡孔形态结构的影响因素时首先需要制备试样，对于中空的管胚的制备，通常需要价格昂贵的挤出机或者注塑机，且需要挤出口模或注塑模具，若采用一个参数对应一个模具的方案，则需要制备大量不同内、外径的管、棒模具，需要耗费大量的人力、资源、时间。本发明提供一种半自动化的可替换标准化芯轴、可调高度（调节管胚壁厚）与出料口长度的血管支架管胚制备装置，在组织工程血管支架管胚的制备过程中，极大节省了人力、时间，同时极大降低了制造成本。

发明内容

为了加快血管支架管胚试样的制备，降低制造成本，本发明公开了一种小口径组织工程血管支架管胚制备装置，一种半自动化的可替换标准化芯轴、可调壁厚与出料口长度的血管支架管胚制备技术，通过调节各组件间的距离关系，在加压装置的促使下，使物料涂覆在旋转的标准化芯轴上，形成预设参数的管胚试样，实现管胚长度、内径、壁厚的快速可调性，该管胚制备装置可应用于医疗器械及其他领域，用于制备小口径管状制件，应用的材料包括各类聚合物及其他大粘度、固化较慢的物料。该制备装置采用的技术方案是：当制备不同内径、长度、壁厚的血管支架管胚试样时，计算出物料的体积收缩率，确定制备管胚时需要设定的尺寸参数后，通过更换标准化芯轴、移动出料调节杆、调节滑动杆与确定参数对应，利用物料与转轴间合外向心力的作用，使物料涂覆于旋转的标准化芯轴上不脱落，从而获得预设尺寸参数血管支架管胚内径、长度、壁厚的血管支架管胚。整个血管支架管胚制备装置的设备与加工过程简单，减少了设备的投资与耗时，同时，在基座上放置有物料回收盘，减少了物料的浪费，降低了制造成本，形成一种节能环保、高效的血管支架管胚制备系统。

本发明技术方案的特点是：

1.低成本开发

该血管支架管胚制备装置对设备要求低，出料控制组件、多功能基座组件、加压进料组件，电机组件各组件加工简单，且该制备装置的各个组件均可重复使用，大大降低了设备的制造成本，同时该多功能基座组件中设有物料回收盘，可使物料得到将近100%利用；

2. 技术易实现

该管胚制备装置主要利用了物料与芯轴之间指向圆心的合外力作用力，使得物料随芯轴做圆周运动。具有较大粘度的流体物料随着标准化芯轴在相同速度转动时，由于标准化芯轴上物料的重力与黏附力之间的合外力具有向心力的效果，使物料随芯轴旋转不发生飞溅，当物料固化后关闭电机，待标准化芯轴停止转动后，即可获得预设尺寸参数且厚度均匀的管胚状试样；

3.多元化控制

在制备预定尺寸的管胚试样时，根据物料的体积收缩率得出制备过程中管胚的内径、长度、壁厚三个参数，通过更换标准化芯轴来调节血管支架管胚的内径；调节滑动杆，用来确定自适应出料控制器出料口与标准化芯轴之间的垂直距离；移动出料调节杆来控制出料口的出料长度。调节好尺寸后，利用加压装置，在活塞推杆的作用下，确保物料能从自适应出料控制器中的出料口中流出，使大粘度流体从自适应出料控制器的出料口中流出涂覆到标准化芯轴上，从而获得预设尺寸的管胚试样；

4.半自动化

加工过程，只需根据管胚尺寸调节好血管支架管胚制备装置的尺寸参数，在加压装置的作用下，使物料随标准化芯轴转动到物料固化后，关闭电机即可获得目标管胚试样。

目前还没有一个标准化的血管支架管胚制备技术，而与现有单纯的管胚制备技术相比，在采用大粘度流体制备管胚试样时，本发明的有益之处在于，不需要大的设备投资，该制备装置所需要的设备简单，可重复使用，组件间的装配关系容易，并且各组件的制造成本低，该管胚制备装置的加工过程简单，制造效率高，通过适当的调节能够快速获得目标尺寸参数的血管支架管胚试样，同时，该制备装置还设有物料回收盘，能极大的提高物料的使用率，有利于节能环保；通过调节组件间的相互关系可以获得不同尺寸的血管支架管胚试样。

附图说明

下面将结合附图，详细描述本发明：

图1为管胚制备装置的总装配图；

图2为电机组件图；

图3为多功能基座组件图；

图4为加压进料组件图；

图5为出料控制组件图；

附图标记：1-基座；2-电机及电机控制系统；3-标准化芯轴；4-自适应出料控制器；5-自适应调节支架；6-物料回收盘；7-圈形支架；8-橡胶管；9-螺母；10-滑动杆；11-刻度滑槽；12-圈形支架固定槽；13-电机固定导柱；14-加压漏斗；15-排气口盖；16-自适应出料控制器进料口；17-自适应出料控制器排气口；18-出料调节杆；19-自适应出料控制器固定槽；20-自适应出料控制器出料口；21-活塞推杆。

具体实施方式

如前所述，本发明针对大粘度流体制备不同尺寸的小口径组织工程血管支架管胚，提出了一种小口径组织工程血管支架管胚制备装置，下面详细描述本发明所述的管胚制备装置的具体实施过程。

在使用该血管支架管胚制备装置之前，首先需要根据物料冷却的体积收缩率确定组织工程血管支架管胚的内径、长度、壁厚三个主要参数，然后选取对应内径尺寸的标准化芯轴3装配至电机上，调节滑动杆10，使自适应出料控制器的出料口与标准化芯轴之间的垂直距离跟管胚试样的壁厚参数一致，同时，移动出料调节杆18关闭自适应出料控制器中的出料口，并打开自适应出料控制器上的排气盖15。

将配好的大粘度流体（如PCL）经漏斗通入到自适应出料控制器中，直到自适应出料控制器内的物料满至排气口后，关闭排气口，继续注入物料到加压漏斗中，待加压漏斗中的物料将满时，停止注入物料，将活塞推杆安于加压漏斗上。

在芯轴上进行脱模处理，打开电机，根据试样的性质及试样所需转速、转向等要求，调节电机控制系统，使电机在试样所需参数条件下运行，然后移动出料调节杆，使自适应出料控制器下的出料口20的出料长度与管胚试样的长度参数相一致，确定出料口打开后，推动加压漏斗上的活塞推杆，使物料在推杆作用下流向标准化芯轴并涂覆在芯轴上，在向心力作用下随标准化芯轴一起转动，同时从标准化芯轴上掉落的物料由物料回收盘所收纳。

待标准化芯轴3上物料的切向速度保持与自适应出料控制器中的出料口相切一段时间，使得标准化芯轴上成形的管胚试样的形状保持稳定不变形后，移动出料调节杆，关闭自适应出料控制器中的出料口，并保持电机继续运行。

关闭出料口后，待物料随标准化芯轴运行一定时间，观察转轴上的管胚试样是否固化，如果未固化，调节电机控制系统，保持电机继续运行，若固化完成，此时关闭电机，取下电机上的标准化芯轴，并滑出管胚，即可得到目标管胚试样。

以上所述仅为本发明的具体施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.小口径组织工程血管支架管胚制备装置，包含出料控制组件、加压进料组件、电机组件与多功能基座组件；所述出料控制组件包含自适应出料控制器与出料调节杆，出料调节杆与自适应出料控制器的出料口配合，通过调节出料调节杆的位置调节出料长度以控制管胚长度；所述的电机组件包括电机、标准化芯轴以及电机控制系统，标准化芯轴为可快速更换部件，其直径控制管胚试样的内径；所述的多功能基座组件包括基座、物料回收盘与自适应调节支架；所述的自适应出料控制器固定于自适应调节支架的滑动杆上，通过调节自适应出料控制器在自适应调节支架上的位置调节自适应出料控制器出口与标准化芯轴间的距离以控制管胚的壁厚；通过调节各组件间的距离关系，实现管胚长度、内径、壁厚的快速控制，使物料涂覆在旋转的标准化芯轴上，成形预设参数的管胚试样。

2.根据权利要求1所述的小口径组织工程血管支架管胚制备装置，其特征在于：所述自适应出料控制器上方有两个圆形开口，其中正中央的开口为进料口，与橡胶管通过导向套相连，靠近一端的开口为排气口，自适应出料控制器下方为长方形出料口，自适应出料控制器的横截面设计为扇形面，扇形夹角面更利于物料流向出料口；所述出料调节杆与自适应出料控制器下方的长方形出料口相配合，通过移动出料调节杆来控制长方形出料口的出料长度，在标准化芯轴上涂覆预定长度物料。

3.根据权利要求1所述的小口径组织工程血管支架管胚制备装置，其特征在于：所述自适应调节支架包含滑动杆、带刻度的滑槽，通过移动滑动杆在滑槽中的位置调节自适应出料控制器的出料口与电机标准化芯轴之间的垂直距离，以调节管胚试样的壁厚。

4.根据权利要求1所述的小口径组织工程血管支架管胚制备装置，其特征在于：所述的加压进料组件包含加压漏斗、圈形支架、橡胶管、活塞推杆，通过活塞推杆使物料快速进入自适应出料控制器并可调节出料速率，确保自适应出料控制器中物料从出料口中流出。