CN108742927A - 一种血栓诱发实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种血栓诱发实验装置，有效的解决了目前实验装置不能避免平滑肌层损伤的问题；解决的技术方案包括壳体，壳体内部的空腔为圆柱状，空腔内安装有一个固定隔板和一个活动隔板，活动隔板可绕空腔的轴线正反往复转动，固定隔板和活动隔板将空腔分隔为两个各自封闭的扇形腔室，活动隔板转动可使两个扇形腔室的容积变化，每个扇形腔室均连通有一个螺旋状的第一针头，两个扇形腔室的容积大小交替变化可推动其内的生理盐水往复流动，在血管内注入颗粒物，省力盐水流动可带动颗粒物刮伤血管内膜；本发明损伤程度精确可控，能有效的避免平滑肌层的损伤，且操作简单，对实验对象损伤小，干扰因素小，实验结果更可靠。
Description
技术领域
本发明涉及医学实验设备领域，具体是一种血栓诱发实验装置。
背景技术
心脑血管疾病是威胁人类健康的第一大杀手，动脉粥样硬化是心脑血管疾病的主要发病原因，内膜损伤是动脉粥样硬化疾病的重要发病机制。在相关实验研究中，研究者需要将实验动物的血管内膜人为造成损伤，然后进行血管相关疾病机制的研究。
目前主要采用球囊法来损伤血管内膜，即将带有空腔的球囊放置在实验动物血管腔内，然后通过与空腔相通的导管向球囊的空腔内注水，使得球囊膨胀，当球囊膨胀至血管能够承受的最大程度，便会撑裂血管的内膜；然而血管壁主要由内膜层、平滑肌层以及外膜层组成，由于血管的内膜层和平滑肌层本身是紧密相连的，在内膜层被撑裂的时候，平滑肌层也会同时受到一定的机械损伤，这个机械损伤势必会对实验结果造成混杂，难以观察到单独由血管内膜损伤而引起的实验效应。
申请号CN201510452251.8的专利文件公开了一种血管内膜刷作为人为损伤血管内膜的工具，即将刷子置于血管内来回刷动从而使刷毛或者刷齿损伤血管内膜，此方法需要操作者以确定的力度和方向来回刷动才能保证准确有效的损伤血管内膜而不损坏平滑肌层，然而，即使经验丰富的操作者也难以保证以恒定的力度和方向刷动，因此依然有很大可能误伤平滑肌层；而且，血管内操作空间狭小，可置入血管中的刷子制作难度大，成本高，且将刷子置入血管中也也极大的操作难度，再有，刷子直径需略大于血管内径，因此将刷子置入血管中对血管壁的创伤很大；因此，该申请虽一定程度上解决了平滑肌层损伤的问题，但解决问题并不彻底且存在诸多缺陷。
此外还有机械打击损伤法、电流损伤法、等诸多方法，均不能有效的控制对平滑肌层的损伤；因此，设计一种新型的血管内膜损伤实验装置是一个亟需解决的问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种血栓诱发实验装置，有效的解决了目前实验装置不能避免平滑肌层损伤的问题。
其解决的技术方案是，一种血栓诱发实验装置，包括壳体，壳体内部的空腔为圆柱状，壳体上开有与空腔连通的注液孔，空腔内安装有一个固定隔板和一个活动隔板，固定隔板和活动隔板均沿空腔的径向布置，活动隔板可绕空腔的轴线正反往复转动，固定隔板和活动隔板将空腔分隔为两个各自封闭的扇形腔室，活动隔板转动可使两个扇形腔室的容积变化；固定隔板两侧的壳体侧壁上各开有一个与空腔连通的通孔，活动隔板转动到与固定隔板的一侧接触时将该侧的通孔封闭；
空腔的轴线处安装有一个转轴，活动隔板内端固定在转轴上，转轴上安装有齿数模数均相同的第一齿轮和第二齿轮，壳体外设有与转轴平行的芯轴，芯轴上安装第一锥齿轮和第二锥齿轮，两个锥齿轮均可相对芯轴自由转动，两个锥齿轮间隔布置且小端相对，两个锥齿轮之间安装有一个第三锥齿轮，第三锥齿轮与第一锥齿轮以及第二锥齿轮均啮合，第一锥齿轮的大端固联有一个第一不完全齿轮，第二锥齿轮的大端固联有一个第二不完全齿轮，第一不完全齿轮和第一齿轮啮合，第二不完全齿轮和第二齿轮啮合，两个不完全齿轮的有齿部分不同时参与啮合且各自带动转轴转动的角度相等；
每个通孔均经两条相互并联的支路连通有一个螺旋状的第一针头，其中一条支路为出液支路，另一条支路为回液支路，每条出液支路上均串联有一个出液单向阀，每条回液支路上均串联有一个回液单向阀；
还包括第二针头，第二针头尾部设有收纳腔，收纳腔内装有颗粒物，颗粒物的粒径大于第一针头的管径，颗粒物可经第二针头注入血管内或从血管内抽出。
综上，本发明损伤程度精确可控，能有效的避免平滑肌层的损伤，且操作简单，非实验要求的损伤小，干扰因素小，实验结果更可靠。
附图说明
图1为本发明主视剖视图；图中24代表血管。
图2为锥齿轮和不完全齿轮位置的俯视剖视图。
图3为图1中A部分的放大图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。
由图1至图3给出，本发明包括壳体1，壳体1内部的空腔为圆柱状，壳体1上开有与空腔连通的注液孔2，空腔内安装有一个固定隔板3和一个活动隔板4，固定隔板3和活动隔板4均沿空腔的径向布置，活动隔板4可绕空腔的轴线正反往复转动，固定隔板3和活动隔板4将空腔分隔为两个各自封闭的扇形腔室5，活动隔板4转动可使两个扇形腔室5的容积变化；固定隔板3两侧的壳体1侧壁上各开有一个与空腔连通的通孔6，活动隔板4转动到与固定隔板3的一侧接触时将该侧的通孔6封闭；
空腔的轴线处安装有一个转轴7，活动隔板4内端固定在转轴7上，转轴7上安装有齿数模数均相同的第一齿轮8和第二齿轮9，壳体1外设有与转轴7平行的芯轴10，芯轴10上安装第一锥齿轮11和第二锥齿轮12，两个锥齿轮均可相对芯轴10自由转动，两个锥齿轮间隔布置且小端相对，两个锥齿轮之间安装有一个第三锥齿轮13，第三锥齿轮13与第一锥齿轮11以及第二锥齿轮12均啮合，第一锥齿轮11的大端固联有一个第一不完全齿轮14，第二锥齿轮12的大端固联有一个第二不完全齿轮15，第一不完全齿轮14和第一齿轮8啮合，第二不完全齿轮15和第二齿轮9啮合，两个不完全齿轮的有齿部分不同时参与啮合且各自带动转轴7转动的角度相等；
每个通孔6均经两条相互并联的支路连通有一个螺旋状的第一针头16，其中一条支路为出液支路，另一条支路为回液支路，每条出液支路上均串联有一个出液单向阀17，每条回液支路上均串联有一个回液单向阀18；
还包括第二针头19，第二针头19尾部设有收纳腔20，收纳腔20内装有颗粒物，颗粒物的粒径大于第一针头16的管径，颗粒物可经第二针头19注入血管内或从血管内抽出。
所述的收纳腔20底部与两个出液支路均连通，且与两个出液支路的接口处均设有一个第一三通换向阀21，收纳腔20底部还与两个回液支路连通，且与两个回液支路的接口处均设有一个第二三通换向阀22。
为使颗粒物能顺利注入血管内，所述的收纳腔20为小端朝向第二针头19出口位置的锥形漏斗状结构。
为保证两个不完全齿轮的有齿部分不同时参与啮合，所述的第一不完全齿轮14和第二不完全齿轮15的有齿部分的圆周弧度小于等于180度。
所述的颗粒物具有可刮伤或磨损血管内膜的棱角；颗粒物的材质可根据生物学实验的要求选用，由于本实验是用血管夹隔断出独立的一段血管进行实验，且实验后颗粒物会从血管中回收而不会进入血液循环，因此颗粒物选择的范围很广，例如粒径合适的金属颗粒，石英颗粒等均可。
为保证密封性，所述的第二活塞和导杆配合的位置安装有密封圈。
所述的注液孔2的外孔口旋转有端盖23。
本发明在使用时，第三锥齿轮13连接有驱动电机；使用前，首先手动转动第三锥齿轮13，第三锥齿轮13带动第一锥齿轮11和第二锥齿轮12以相反的方向转动，此时其中一个不完全齿轮的有齿部分和与其配合的齿轮啮合，在此以第一不完全齿轮14和第一齿轮8啮合为例介绍使用即工作过程，第一锥齿轮11带动第一不完全齿轮14转动，第一不完全齿轮14通过第一齿轮8带动转轴7转动，从而使转轴7带动活动隔板4顺时针转动，直至活动隔板4和固定隔板3接触，此时活动隔板4逆时针一侧的扇形腔室5容积到达最大，顺时针一侧的扇形腔室5缩至最小容积为零，同时第一不完全齿轮14的有齿部分与第一齿轮8结束啮合，第二不完全齿轮15和第二齿轮9即将开始啮合；活动隔板4和固定隔板3接触后，此时打开注液孔2外的端盖23，从注液孔2向壳体1的空腔内注入生理盐水，此时生理盐水完全注入到活动隔板4逆时针一侧的扇形腔室5内，然后盖上端盖23将注液孔2封闭。
生理盐水加注完成后，即可开始实验：本发明以家兔等作为实验对象，以下以家兔为例进行介绍：普通级健康雄性家兔，体重2kg左右，在25%的氨基甲酸己酯（乌拉坦） 麻醉下（4mL/kg，耳缘静脉给药），切开颈部右侧皮肤，分离皮下组织和肌层，充分暴露血管，游离出颈总动脉，用微型血管夹夹住颈总动脉近心端和远心端两端，两端间留的动脉长度约为4cm；血管充分暴露且两端夹止后，抽出该段血管内的血液，然后将本发明的两个螺旋状的第一针头16旋扎进该段血管的两端，将第二针头19由该段血管中部位置刺入血管内。
两个第一针头16以及第二针头19均刺入血管内后，将两个第一三通换向阀21转动到与第二针头19接通的位置，将两个第二三通换向阀22转动至与第一针头16接通的位置，此时壳体1的出液通路为：壳体1→通孔6→出液单向阀17→第一三通换向阀21→第二针头19→血管，将此通路称为通路一；壳体1的回液通路为：血管→第一针头16→第二三通换向阀22→进液单向阀→通孔6→壳体1，将此通路称为通路二。
三通换向阀的位置调整好后，即可启动驱动电机，第三锥齿轮13驱动第一锥齿轮11和第二锥齿轮12同时反向转动，由于此时第一不完全齿轮14和第一齿轮8结束啮合，第二不完全齿轮15和第二齿轮9即将开始啮合，因此第三锥齿轮13转动会通过第二锥齿齿轮带动第二不完全齿轮15转动，第二不完全齿轮15带动第二齿轮9转动，第二齿轮9通过转轴7带动活动隔板4逆时针转动，此时活动隔板4逆时针一侧的扇形腔室5的容积逐渐减小，从而将其内的生理盐水通过与其连通的通路一注入到血管内，生理盐水途中经过第二针头19的收纳腔20将其内的颗粒物冲入血管内，直至活动隔板4与固定隔板3接触；在上述过程中，活动隔板4顺时针一侧的扇形腔室5的容积增大，其内形成负压，在此负压的作用下，注入到血管内的生理盐水经与此扇形腔室5连通的通路二回流至此扇形腔室5内；生理盐水由活动隔板4逆时针一侧的扇形腔室5流经血管然后流至活动隔板4顺时针一侧的扇形腔室5内；活动隔板4逆时针转动与固定隔板3接触后，第二不完全齿轮15的有齿部分和第二齿轮9结束啮合，第三锥齿轮13继续转动，第一不完全齿轮14的有齿部分和第一齿轮8开始啮合，此时第三锥齿轮13通过第一锥齿轮11、第一不完全齿轮14以及第一齿轮8带动活动隔板4顺时针转动，活动隔板4逆时针一侧的扇形腔室5的容积增大，顺时针一侧的容积减小，顺时针一侧的扇形腔室5内的生理盐水经与其连通的通路一注入到血管内，期间将收纳腔20内的颗粒物冲入血管内，然后在负压的作用下生理盐水经与逆时针一侧的扇形腔室5连通的通路二回流至该扇形腔室5内；活动隔板4如此反复正反转多次后，收纳腔20内的颗粒物被完全冲注进血管内。
颗粒物被完全冲注进血管内后，将两个第一三通换向阀21转动至于第一针头16接通的位置，此时壳体1的出液通路为：壳体1→通孔6→出液单向阀17→第一三通换向阀21→第一针头16→血管，将此通路称为通路三；壳体1的回液通路依然为通路二。
三通换向阀的位置调整好后，此时第三锥齿轮13持续转动带动活动隔板4往复转动的过程中，活动隔板4一侧的扇形腔室5内的生理盐水被与其连通的第一针头16注入到血管中，然后经另一个第一针头16回流至另一侧的扇形腔室5内，从而在血管内形成沿血管壁流动的螺旋水流，螺旋水流使颗粒物在血管内螺旋运动，血管内的螺旋水流随着活动隔板4转动方向的切换而转换方向，从而使颗粒物在血管内螺旋往复运动，颗粒物的棱角将血管内膜磨破或刮破，控制第三锥齿轮13的转动速度可控制生理盐水的流动速度，在配合选用合适粒径的颗粒物，即可有效的控制颗粒物只损伤血管内膜而不破坏平滑肌层；避免了平滑肌层损坏对实验结果造成干扰，从而可以研究血管内膜损伤单独作用下的血栓形成模型。
如此运行一段时间，血管内膜的损坏程度到达实验要求后，将两个第二三通换向阀22转动到与第二针头19接通的位置，此时壳体1的回液通路变为：血管→第二针头19→第二三通换向阀22→进液单向阀→通孔6→壳体1，将此通路称为通路四；壳体1的出液通路仍为通路三；此时生理盐水从其中一个扇形腔室5经通路三流入血管内再经通路四回流至另一个扇形腔室5内，同时颗粒物随生理盐水经第二针头19会流至收纳腔20内，如此反复多次后，血管内的颗粒物被完全清理干净回收至收纳腔20内，然后从血管上取下第一针头16和第二针头19，松开两端的血管夹，对手术部位进行处理，然后进行后续实验观察即可。
本发明具有显著的优点：首先，传统的通过球囊注水撑破血管内膜易或通过刷子等工具损伤血管内膜的方法，血管内壁损伤的深度不易控制，容易损伤平滑肌层，相比于传统的方法，本发明在损伤血管内膜的同时能有效的避免平滑肌层的损伤，只要螺旋水流的压力流量以及颗粒物的粒径大小合适，颗粒物损伤血管的的深度便可有效的得到控制，经过一定时间的循环冲刷后，颗粒物即可准确并有效的磨损或刮伤血管内膜，同时不损坏平滑肌层；而且，本发明工作过程中不需人工干预，实验者只需在合适的时间调整三通阀的接通方向即可，避免了人为误差导致的实验失败；再有，本发明对只需在血管壁上刺入第一针头16和第二针头19，相比于传统的通过操作血管内置物的方法，本发明对血管壁造成的额外损伤小，即非实验要求的损伤小，对实验结果的干扰较小。
综上，本发明损伤程度精确可控，能有效的避免平滑肌层的损伤，且操作简单，非实验要求的损伤小，干扰因素小，实验结果更可靠。
Claims (7)
1.一种血栓诱发实验装置，包括壳体（1），其特征在于，壳体（1）内部的空腔为圆柱状，壳体（1）上开有与空腔连通的注液孔（2），空腔内安装有一个固定隔板（3）和一个活动隔板（4），固定隔板（3）和活动隔板（4）均沿空腔的径向布置，活动隔板（4）可绕空腔的轴线正反往复转动，固定隔板（3）和活动隔板（4）将空腔分隔为两个各自封闭的扇形腔室（5），活动隔板（4）转动可使两个扇形腔室（5）的容积变化；固定隔板（3）两侧的壳体（1）侧壁上各开有一个与空腔连通的通孔（6），活动隔板（4）转动到与固定隔板（3）的一侧接触时将该侧的通孔（6）封闭；
空腔的轴线处安装有一个转轴（7），活动隔板（4）内端固定在转轴（7）上，转轴（7）上安装有齿数模数均相同的第一齿轮（8）和第二齿轮（9），壳体（1）外设有与转轴（7）平行的芯轴（10），芯轴（10）上安装第一锥齿轮（11）和第二锥齿轮（12），两个锥齿轮均可相对芯轴（10）自由转动，两个锥齿轮间隔布置且小端相对，两个锥齿轮之间安装有一个第三锥齿轮（13），第三锥齿轮（13）与第一锥齿轮（11）以及第二锥齿轮（12）均啮合，第一锥齿轮（11）的大端固联有一个第一不完全齿轮（14），第二锥齿轮（12）的大端固联有一个第二不完全齿轮（15），第一不完全齿轮（14）和第一齿轮（8）啮合，第二不完全齿轮（15）和第二齿轮（9）啮合，两个不完全齿轮的有齿部分不同时参与啮合且各自带动转轴（7）转动的角度相等；
每个通孔（6）均经两条相互并联的支路连通有一个螺旋状的第一针头（16），其中一条支路为出液支路，另一条支路为回液支路，每条出液支路上均串联有一个出液单向阀（17），每条回液支路上均串联有一个回液单向阀（18）；
还包括第二针头（19），第二针头（19）尾部设有收纳腔（20），收纳腔（20）内装有颗粒物，颗粒物的粒径大于第一针头（16）的管径，颗粒物可经第二针头（19）注入血管内或从血管内抽出。
2.根据权利要求1所述的一种血栓诱发实验装置，其特征在于，所述的收纳腔（20）底部与两个出液支路均连通，且与两个出液支路的接口处均设有一个第一三通换向阀（21），收纳腔（20）底部还与两个回液支路连通，且与两个回液支路的接口处均设有一个第二三通换向阀（22）。
3.根据权利要求1所述的一种血栓诱发实验装置，其特征在于，所述的收纳腔（20）为小端朝向第二针头（19）出口位置的锥形漏斗状结构。
4.根据权利要求1所述的一种血栓诱发实验装置，其特征在于，所述的第一不完全齿轮（14）和第二不完全齿轮（15）的有齿部分的圆周弧度小于等于180度。
5.根据权利要求1所述的一种血栓诱发实验装置，其特征在于，所述的颗粒物具有可刮伤或磨损血管内膜的棱角。
6.根据权利要求1所述的一种血栓诱发实验装置，其特征在于，所述的第二活塞和导杆配合的位置安装有密封圈。
7.根据权利要求1所述的一种血栓诱发实验装置，其特征在于，所述的注液孔（2）的外孔口旋转有端盖（23）。
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