CN110013348A - 用于抗黏附人工血管材料的制备装置及方法 - Google Patents
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Abstract
用于抗黏附人工血管材料的制备装置及方法，包括超声振动系统、支撑筒和喷雾装置，超声振动系统包括超声波发生器、超声换能器和变幅杆，变幅杆和超声换能器同轴向设置在支撑筒内，变幅杆较粗端朝下与超声换能器连接，超声波发生器通过导线与超声换能器连接，变幅杆的较细端朝上伸出支撑筒，变幅杆外圆周同轴向固定设置有一个法兰盘，法兰盘放置在支撑筒上端，变幅杆上端表面设置有海藻酸钠水凝胶，喷雾装置内盛装有氯化钙溶液，喷雾装置用于将氯化钙溶液喷洒到海藻酸钠水凝胶上表面。本发明具有生产装置简单，易于安装实现，生产材料易于获得，生产成本较低，具有易于操作，生产工艺简单的特点，表面微观结构具有一致性好的优点。
Description
技术领域
本发明属于组织工程血管材料的表面修饰技术领域，具体涉及一种用于抗黏附人工血管材料的制备装置及方法。
背景技术
人工血管是修复和替代病变血管的假体，大口径的人工血管产品已成功应用临床，小口径的人工血管尚处于研究阶段。一方面，水凝胶的力学性能有待提高。另一方面，水凝胶在湿态环境下会发生体积溶胀，因此用于人工血管材料会导致管腔减小，容易诱发血栓。为了在临床减少血栓形成带来的危害,医学上常使用抗凝血剂，然而，长期使用外源抗凝血剂有较大的副作用，特别是增加了出血的可能性。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可防止血栓形成的用于抗黏附人工血管材料的制备装置及方法，其结构简单，工艺过程简单，操作方便，生产成本低，节省材料，生成的微观结构一致性好。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：用于抗黏附人工血管材料的制备装置，包括超声振动系统、支撑筒和喷雾装置，超声振动系统包括超声波发生器、超声换能器和变幅杆，支撑筒垂直设置，变幅杆和超声换能器同轴向设置在支撑筒内，变幅杆较粗端朝下与超声换能器连接，超声波发生器通过导线与超声换能器连接，变幅杆的较细端朝上伸出支撑筒，变幅杆外圆周同轴向固定设置有一个法兰盘，法兰盘的直径大于等于支撑筒的外径，法兰盘放置在支撑筒上端，变幅杆上端表面设置有海藻酸钠水凝胶，喷雾装置内盛装有氯化钙溶液，喷雾装置用于将氯化钙溶液喷洒到海藻酸钠水凝胶上表面。
支撑筒下侧部开设有通孔，超声波发生器位于支撑筒外部，导线穿过通孔。
用于抗黏附人工血管材料的制备装置的制备方法，包括以下步骤，
（1）将海藻酸钠配置成浓度为0.1%～4%的海藻酸钠水凝胶；将氯化钙水溶液盛放在喷雾装置中，以备使用；
（2）连接超声振动系统，清洁变幅杆上端表面；
（3）用针筒将事先配置好的海藻酸钠水凝胶均匀的涂覆在变幅杆上端表面，开启超声振动系统的电源，超声振动系统开始工作，变幅杆发生超声振动，通过调节超声振动系统的频率和功率，改变海藻酸钠水凝胶液膜表面微细驻波阵列的大小、间距及形状，使海藻酸钠水凝胶表面形成均匀分布的微细驻波阵列结构；
（4）用喷雾装置在海藻酸钠水凝胶表面喷洒氯化钙溶液，海藻酸钠水凝胶与氯化钙溶液交联使动态的微细驻波阵列凸起形貌固化保留，从而制备成具有均匀一致表面微观结构的抗黏附人工血管生物薄膜材料；
（5）关闭超声振动系统，取下抗黏附人工血管生物薄膜材料，通过卷裹的方法制成人工血管。
步骤（5）的具体步骤为，用镊子将抗黏附人工血管生物薄膜材料从变幅杆上端表面剥离下来，将具有微细驻波结构的抗黏附人工血管生物薄膜材料置于圆筒形的模具当中，并在模具内部设置模芯，最后制备符合实际需要尺寸的人工血管。
采用上述技术方案，本发明一种用于抗黏附人工血管材料的制备方法和装置的有益效果在于：
(1)本发明中的超声真系统主要由超声波发生器、超声换能器及变幅杆组成，具有生产装置简单，易于安装实现。
(2)本发明的主要制备材料为海藻酸钠水溶叫和氯化钙，具有生产材料易于获得，生产成本较低。
(3)本发明仅需通过调节超声振动系统的频率和振幅来实现激励海藻酸钠表面形成微细驻波的微观结构，因而具有易于操作，生产工艺简单的特点。
(4)本发明是利用液体受到垂直于其表面的周期性振动时，将在其表面激励形成Faraday波的原理，生产具有微细驻波微观结构的人工血管材料。其表面微观结构具有一致性好的优点。
(5)本发明生产的人工血管材料因为其表面具有均匀一致的微纳级别的微细驻波结构，因此其具有超疏水抗黏附的特性。
(6)本发明微细驻波的间距与超声系统的频率及所用人工血管材料的粘度、表面张力、密度等物理性质有关，因此可根据实际需要，通过改变超声系统激励频率和所用材料的特性改变表面微细驻波的间距和大小。
(7)本发明也可应用于其他液体材料，生产不同性质、满足不同需要的具有微观结构的薄膜，具有应用范围广泛的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中海藻酸钠水凝胶表面经过超声振动后形成的微细结构的局部放大图；
图3是喷雾装置在海藻酸钠水凝胶表面喷洒氯化钙溶液的示意图；
图4是使用模具和模芯卷裹抗黏附人工血管生物薄膜材料的示意图。
具体实施方式
如图1-图4所示，本发明的用于抗黏附人工血管材料的制备装置，包括超声振动系统、支撑筒1和喷雾装置8，超声振动系统包括超声波发生器2、超声换能器3和变幅杆4，支撑筒1垂直设置，变幅杆4和超声换能器3同轴向设置在支撑筒1内，变幅杆4较粗端朝下与超声换能器3连接，超声波发生器2通过导线5与超声换能器3连接，变幅杆4的较细端朝上伸出支撑筒1，变幅杆4外圆周同轴向固定设置有一个法兰盘6，法兰盘6的直径大于等于支撑筒1的外径，法兰盘6放置在支撑筒1上端，变幅杆4上端表面设置有海藻酸钠水凝胶7，喷雾装置8内盛装有氯化钙溶液9，喷雾装置8用于将氯化钙溶液9喷洒到海藻酸钠水凝胶7上表面。
支撑筒1下侧部开设有通孔10，超声波发生器2位于支撑筒1外部，导线5穿过通孔10。
用于抗黏附人工血管材料的制备装置的制备方法，包括以下步骤，
（1）将海藻酸钠配置成浓度为0.1%～4%的海藻酸钠水凝胶7；将氯化钙水溶液盛放在喷雾装置8中，以备使用；
（2）连接超声振动系统，清洁变幅杆4上端表面；
（3）用针筒将事先配置好的海藻酸钠水凝胶7均匀的涂覆在变幅杆4上端表面，开启超声振动系统的电源，超声振动系统开始工作，变幅杆4发生超声振动，通过调节超声振动系统的频率和功率，改变海藻酸钠水凝胶7液膜表面微细驻波阵列的大小、间距及形状，使海藻酸钠水凝胶7表面形成均匀分布的微细驻波阵列结构；
（4）用喷雾装置8在海藻酸钠水凝胶7表面喷洒氯化钙溶液9，海藻酸钠水凝胶7与氯化钙溶液9交联使动态的微细驻波阵列凸起形貌固化保留，从而制备成具有均匀一致表面微观结构的抗黏附人工血管生物薄膜材料13；
（5）关闭超声振动系统，取下抗黏附人工血管生物薄膜材料13，通过卷裹的方法制成人工血管。
步骤（5）的具体步骤为，用镊子将抗黏附人工血管生物薄膜材料13从变幅杆4上端表面剥离下来，将具有微细驻波结构的抗黏附人工血管生物薄膜材料13置于圆筒形的模具11当中，并在模具11内部设置圆柱形的模芯12，最后制备符合实际需要尺寸的人工血管。
另外，海藻酸钠水凝胶7不是唯一的人工血管材料，因此，本发明也适用于其他的可交联材料或者制备有微细驻波阵列的生物薄膜。超声振动系统的变幅杆4为上细下粗的圆锥形，也可以是其它形状结构可产生纵向振动的变幅杆4。变幅杆4的上端（发射端）为平面，可根据实际需要在变幅杆4上通过螺纹连接大面积的表面盘，将海藻酸钠水凝胶7涂覆到表面盘上，制备较大直径的生物薄膜。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.用于抗黏附人工血管材料的制备装置，其特征在于：包括超声振动系统、支撑筒和喷雾装置，超声振动系统包括超声波发生器、超声换能器和变幅杆，支撑筒垂直设置，变幅杆和超声换能器同轴向设置在支撑筒内，变幅杆较粗端朝下与超声换能器连接，超声波发生器通过导线与超声换能器连接，变幅杆的较细端朝上伸出支撑筒，变幅杆外圆周同轴向固定设置有一个法兰盘，法兰盘的直径大于等于支撑筒的外径，法兰盘放置在支撑筒上端，变幅杆上端表面设置有海藻酸钠水凝胶，喷雾装置内盛装有氯化钙溶液，喷雾装置用于将氯化钙溶液喷洒到海藻酸钠水凝胶上表面。
2.根据权利要求1所述的用于抗黏附人工血管材料的制备装置，其特征在于：支撑筒下侧部开设有通孔，超声波发生器位于支撑筒外部，导线穿过通孔。
3.根据权利要求1所述的用于抗黏附人工血管材料的制备装置的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）将海藻酸钠配置成浓度为0.1%～4%的海藻酸钠水凝胶；将氯化钙水溶液盛放在喷雾装置中，以备使用；
（2）连接超声振动系统，清洁变幅杆上端表面；
（3）用针筒将事先配置好的海藻酸钠水凝胶均匀的涂覆在变幅杆上端表面，开启超声振动系统的电源，超声振动系统开始工作，变幅杆发生超声振动，通过调节超声振动系统的频率和功率，改变海藻酸钠水凝胶液膜表面微细驻波阵列的大小、间距及形状，使海藻酸钠水凝胶表面形成均匀分布的微细驻波阵列结构；
（4）用喷雾装置在海藻酸钠水凝胶表面喷洒氯化钙溶液，海藻酸钠水凝胶与氯化钙溶液交联使动态的微细驻波阵列凸起形貌固化保留，从而制备成具有均匀一致表面微观结构的抗黏附人工血管生物薄膜材料；
（5）关闭超声振动系统，取下抗黏附人工血管生物薄膜材料，通过卷裹的方法制成人工血管。
4.根据权利要求3所述的用于抗黏附人工血管材料的制备装置的制备方法，其特征在于：步骤（5）的具体步骤为，用镊子将抗黏附人工血管生物薄膜材料从变幅杆上端表面剥离下来，将具有微细驻波结构的抗黏附人工血管生物薄膜材料置于圆筒形的模具当中，并在模具内部设置模芯，最后制备符合实际需要尺寸的人工血管。
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