CN1460847A - 纺织型人造血管水渗透性测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于纺织测试仪器领域，它提供了一种纺织型人造血管水渗透性测试装置及其测试方法，该装置它包括水箱、上水管、回水管、金属软管、有机玻璃管、测试阀门、带孔试样夹持器、渗透水接收器，其特征在于它还包括T形接头、压力计。利用该测试装置和通过本发明公布的测试方法，可在始终保持人造血管测试标准的120mmHg的恒定压力下对直径范围为6～34mm的纺织型人造血管水渗透性进行较科学的测试和评价。

Description

纺织型人造血管水渗透性测试装置及其测试方法

技术领域：

本发明属于纺织测试仪器领域，它涉及一种纺织型人造血管水渗透性测试装置及其测试方法。

背景技术：

人造血管的渗透性是指管壁透过某种液体的能力，一般用水渗透性表征，分为两个表征指标，一为平面水渗透性，是指在120mmHg静压力下，单位时间内透过样品单位面积上的水流量(采用渗透水体积测量时，单位为ml/cm²/min，采用渗透水重量测量时，单位为g/cm²/min)，另一个为整体水渗透性，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流量，单位同上。渗透性反映了人造血管植入体内后，尤其是刚刚植入体内后管壁对血液的抗渗透性能，其数值的大小决定人造血管在植入前是否需要预凝处理，以及植入后是否易发生血肿等并发症，是人造血管产品体外测试的一项重要表征指标。

中国专利申请号为CN90200280，发明名称为“测试织物水渗透性装置”的一项实用新型专利中介绍了一种测试织物水渗透性的装置，结构图如图1所示。主要结构包括水箱1、测试阀门7、带孔试样夹持器8、调节水箱13、补气管14。水箱1密闭，调节水箱13密闭并可相对水箱1上下移动，插入调节水箱13的补气管14上通大气，下端深入水面以下，水箱1的下部通过管道与带孔试样夹持器8的底部相通，调节水箱13的上部和下部通过软管分别和水箱1的上部和下部相连通。工作原理是打开测试阀门7，水箱1的水由管道进入带孔试样夹持器8的底部，在试样上下表面的压力差作用下，通过织物试样后由带孔试样夹持器8上部溢出，流入装有液位高度检测头的流量监测筒中，当液位上升到一定高度时，测头间电路接通，输出信号，启动计时器并由数字显示器给出结果。

这种测试织物水渗透性装置一方面由于其测试的织物试样有效面积为100cm²，不适用于直径范围在6mm到34mm的人造血管的测试；另一方面其测试压力达不到人造血管测试标准的120mmHg；此外我们认为这种由下而上的出流方式，结构较复杂，水流不顺畅，不适合当前纺织型人造血管的水渗透性测试。

同时经国外专利文献查阅，检索到少量有关织物水渗透性的测试仪器，如USP4880499中介绍了一种测试多孔片状材料水渗透性的仪器，DE19650968中也介绍了一种用于测试服用纺织品在一定水压力下水渗透性的仪器，但是这两种仪器未能考虑到织物试样夹持装置的有效面积和标准的120mmHg压力两方面基本要求，从而未找到任何适用于进行纺织型人造血管水渗透性测试的装置，于是我们按照人造血管国际标准中的渗透性测试指标的要求设计制造了纺织型人造血管的水渗透性测试装置并提供了相应的测试方法。

发明内容：

针对上述存在的问题和检索情况，本发明提供了一种纺织型人造血管水渗透性测试装置及其测试方法，新构思的装置满足了在模拟人体120mmHg血压的基础上科学地测试纺织型人造血管的水渗透性能，测试指标符合人造血管国际标准的要求。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

一种纺织型人造血管水渗透性测试装置，它包括水箱1、上水管2、回水管3、金属软管4、有机玻璃管5、测试阀门7、带孔试样夹持器8、渗透水接收器9，其特征在于它还包括上部与有机玻璃管5相连，中部与压力计10相连，下部与测试阀门7相连又与带孔试样夹持器8相连的T形接头6，下端与T形接头6相连的压力计10；所述的带孔试样夹持器8包括上端通过外螺纹与T形管6相连，下端通过外螺纹与带孔下夹持件82相连，下端面上开有均布四个孔的带孔上夹持件81；内侧端面通过内螺纹与带孔上夹持件81相连，内下端面与带孔第三密封圈84″相连的带孔下夹持件82；上端面通过均布四根柱体与带孔上夹持件81相连，内中端面与带孔第二密封圈84′相连，下端面与带孔第三密封圈84 ″相连的带孔定位件83；上端面与带孔上夹持件81相连，下端面与带孔第二密封圈84′相连的带孔第一密封圈84；上端面与带孔第一密封圈84下端面相连，下端面与带孔定位件83内中端面相连的带孔第二密封圈84′；上端面与带孔定位件83相连，下端面与带孔下夹持件82内中端面相连的带孔第三密封圈84″；

所述的水箱1呈方形，材料可采用透明材料，如有机玻璃；所述的带孔试样夹持器(8)的材质可采用有机玻璃，铝合金，不锈钢；所述的带孔定位件83上均布的四根柱体可与带孔定位件83加工成一体式或分体式；

所述的一种纺织型人造血管水渗透性测试装置的测试方法，其特征在于测试步骤如下：

(1)在测试前首先检查三个密封圈84、84′、84″的状态，如有损坏，在开始测试前及时更换，避免测试中途更换时增加测试误差；

(2)制作测试试样，试样裁成正方形，边长为1.5～2.5cm；

(3)打开上水管阀门21，使水通过上水管2进入水箱1的上水区I中，通过带孔板11并进入工作区II，当工作区II充满时，水开始向回水区III溢流，形成循环水，然后观察压力计10上的指针，当压力达到指示值16.0KPa(120mmHg)时，即可开始测试；

(4)旋下带孔下夹持件82并将带孔第二密封圈84′，带孔定位件83，带孔第三密封圈84″三者连在一起取下，打开测试阀门7放水，清除管道中的气泡，关闭测试阀门7，可在带孔上夹持件81底部的带孔第一密封圈84下面见到凸液面；

(5)将裁好的试样平放在带孔第二密封圈84′上，接着通过带孔定位件83上的四根柱体插入带孔上夹持件81的四个孔中，而使三者相连的带孔第二密封圈84′、带孔定位件83和带孔第三密封圈84″复位，然后将带孔下夹持件82旋紧在带孔上夹持件81上，完成试样夹持；

(6)打开测试阀门7，等待10～15秒钟，使水流稳定后开始测试，测试时间为1～10分钟；

(7)对测试时间内的水渗透量进行测试，记录测试数据；

(8)同一样品最少进行5次测试，最后计算测试数据平均值；

(9)由测试数据平均值经以下公式即可计算出纺织型人造血管水渗透性S： $S=\frac{W}{A\×t}$

式中W为测试数据平均值

t为测试时间

A为测试有效面积，可由公式 $A=\frac{1}{4}{\mathrm{\πd}}^2$ 算出，其中试样测试

直径d＝0.9cm

计算结果在采用渗透水的体积测量时，单位为ml/cm²/min；采用电子天平称量渗透水的重量测量时，单位为g/cm²/min。

                  与现有技术相比本发明的优点是：

在测试过程中始终保持人造血管测试标准的120mmHg(相当于1.632米水柱)的恒定压力，试样的有效夹持面积较小，适用于直径范围在6～34mm的纺织型人造血管水渗透性能的测试和评价。

附图说明：

图1为现有的测试织物水渗透性装置示意图

图1中，1-水箱，7-测试阀门，8-带孔试样夹持器，13-调节水箱，14-补气管；

图2为本发明的纺织型人造血管水渗透性测试装置示意图

图2中，1-水箱，11-带孔板，12-无孔板，I-上水区，II-工作区，III-回水区，2-上水管，21-上水管阀门，3-回水管，4-金属软管，5-有机玻璃管，6-T形接头，7-测试阀门，8-带孔试样夹持器，9-渗透水接收器，10-压力计；

图3为本发明带孔试样夹持器8的剖面示意图

图3中，8-带孔试样夹持器，81-带孔上夹持件，82-带孔下夹持件，83-带孔定位件，84-带孔第一密封圈，84′-带孔第二密封圈，84″-带孔第三密封圈。

具体实施方式：

本发明的纺织型人造血管水渗透性测试装置如图2所示，整个装置由水箱1、上水管2、回水管3、金属软管4、有机玻璃管5、T形接头6、测试阀门7、带孔试样夹持器8、渗透水接收器9和压力计10组成。利用上方水箱1的循环水，保证在测试过程中试样的测试压力保持恒定，并可以利用压力计10对压力进行检测。金属软管4具有一定的可挠性，便于上下移动有机玻璃管5，上下移动有机玻璃管5的位置可调节水箱1中水面位置到带孔试样夹持器8中试样夹持位置的距离，从而调节测试压力，T形接头6中部所连接的压力计可以是U形管压力计、单管压力计或膜盒式压力表，可直观反映测试压力。

带孔试样夹持器8连接在测试阀门7上，测试阀门7与T形接头6相连，打开测试阀门7，水由水箱1流向带孔试样夹持器8，带孔试样夹持器8的作用是稳定夹持人造血管试样，保证水从试样有效测试面积中通过，不会发生泄漏，带孔试样夹持器8下有渗透水接收器9，收集一定时间中渗透出的水，可采用量体积或称重的方法测定人造血管织物的水渗透性。

所设计的水箱1的结构如图2所示，为便于水位的观察，水箱1的材质采用不变形的透明材料，如有机玻璃，水箱1加工成方形箱体，水箱1整体分为上水区I、工作区II和回水区III三部分，上水区I与工作区II由带孔板11隔开，工作区II与回水区III由无孔板12隔开，测试前打开上水管阀门21，使水进入上水区I，再经过带孔板11上的孔眼进入工作区II，使得上水区I中处于湍流状态下的水经过带孔板11后，转变为较稳定的层流状态，保证工作区II中液面的稳定，减少因水的压力波动对测试结果的影响，当工作区II的水位高于无孔板12时，水溢出无孔板12进入回水区III，经回水管3回流，形成循环水，在测试过程中，上水的流量始终大于由试样透出的水量，多余的水经回水区III回流，即可保证水箱中液面的高低不会随测试过程的进行而降低，从而保证测试过程中测试压力的稳定；

所设计的带孔试样夹持器8的结构如图3所示，材质可采用有机玻璃、铝合金、不锈钢等不会生锈的材料，本设计采用透明的有机玻璃材料，便于观察带孔试样夹持器8中水的状态，带孔试样夹持器8主要由带孔上夹持件81，带孔下夹持件82，带孔定位件83和带孔密封圈84、84′、84″四个部件组成，带孔上夹持件81上端有外螺纹，以便与T形接头6相连接，下端为外螺纹，以便与带孔下夹持件82相配合，带孔上夹持件81下底面还开有均匀分布的四个孔，带孔定位件83上与带孔上夹持件81相接的一面有均匀分布的四根柱体，可与带孔上夹持件81的四个孔相配合，以利于对试样的稳定夹持，在带孔定位件83的底部装有带孔第三密封圈84″，以防止水从带孔定位件83和带孔下夹持件82之间溢出，带孔定位件83上的四根柱体的另一作用是在进行波纹化的人造血管测试时，将试样的四个角固定在柱体上，使试样平展，形成合理的有效过流面积，试样装于带孔第一密封圈84和带孔第二密封圈84′之间，待试样随带孔第二密封圈84′和带孔定位件83及带孔第三密封圈84″三者一起随带孔定位件83上的四根柱体插入带孔上夹持件81的四个孔中复位后，再将带孔下夹持件82旋紧在带孔上夹持件81上，试样被上下两个密封圈84和84′夹紧，同时带孔下夹持件82挤紧与带孔定位件83相连的带孔第三密封圈84″，从而整个带孔试样夹持器8中形成中间水流通道，测试时水流经过由带孔第一密封圈84和带孔第二密封圈84′决定的具有一定有效测试面积的试样后，流入渗透水接收器9中。

纺织型人造血管水渗透性的测试可采用测量单位时间内渗透水的体积，或采用电子天平称量渗透水的重量。

本发明的测试方法作如下阐述：

为了保证测试结果的准确性，在测试时应遵循一定的操作规则和要求，首先测试的水源要求纯净无杂质，防止杂质对试样孔隙的堵塞造成错误的测试结果，所以最好使用纯净水，循环使用，测试后的水可再放回水源中，减少浪费，或在自来水的出口处加装水净化装置，使自来水达到测试的要求，具体测试方法的步骤如下：

(1)在测试前首先检查三个密封圈84、84′、84″的状态，如有损坏，在开始测试前及时更换，避免测试中途更换时增加测试误差；

(2)制作测试试样，试样裁成正方形，边长为1.5～2.5cm；

(3)打开上水管阀门21，使水通过上水管2进入水箱1的上水区I中，通过带孔板11并进入工作区II，当工作区II充满水时，开始向回水区III溢流，形成循环水，然后观察压力计10上的指针，当压力达到指示值16.0KPa(120mmHg)时，即可开始测试；

(4)旋下带孔下夹持件82和并将带孔第二密封圈84′、带孔定位件83、带孔第三密封圈84″三者连在一起取下，打开测试阀门7放水，清除管道中的气泡，关闭测试阀门7，可在带孔上夹持件81底部的带孔第一密封圈84下面见到凸液面；

(5)将裁好的试样平放在带孔第二密封圈84′上，接着通过带孔定位件83上的四根柱体插入带孔上夹持件81的四个孔中，而使三者相连的带孔第二密封圈84′、带孔定位件83和带孔第三密封圈84″复位，然后将带孔下夹持件82旋紧在带孔上夹持件81上，完成试样夹持；

(6)打开测试阀门7，等待10～15秒钟，使水流稳定后开始测试，测试时间为1～10分钟；

(7)对测试时间内的水渗透量进行测试，记录测试数据；

(8)同一样品最少进行5次测试，最后计算测试数据平均值；

(9)由测试数据平均值经以下公式可计算出纺织型人造血管的水渗透性S： $S=\frac{W}{A\×t}$

式中W为测试数据的平均值

t为测试时间

A为测试有效面积，可由公式 $A=\frac{1}{4}{\mathrm{\πd}}^2$ 算出，其中试样测试

直径d＝0.9cm

计算结果在采用渗透水的体积测量时，单位为ml/cm²/min；采用电子天平称量渗透水的重量测量时，单位为g/cm²/min。

利用所述纺织型人造血管水渗透性测试装置，通过上述测试方法，可在120mmHg的恒定压力下，对直径范围为6mm～34mm的纺织型人造血管的水渗透性进行较科学的测试和评价，为人造血管的设计开发和使用提供参考数据，对人造血管各加工阶段的半成品进行测试，可帮助选择合适的加工工艺，对人造血管成品进行测试，可对人造血管植入性能进行评价，一般认为当人造血管的水渗透性大于600ml/cm²/min时，在人造血管植入人体前，必须使用患者自身血液对人造血管进行预凝，防止人造血管植入后发生血液渗漏。

Claims (3)

1、一种纺织型人造血管水渗透性测试装置，它包括水箱(1)、上水管(2)、回水管(3)、金属软管(4)、有机玻璃管(5)、测试阀门(7)、带孔试样夹持器(8)、渗透水接收器(9)，其特征在于它还包括上部与有机玻璃管(5)相连，中部与压力计(10)相连，下部与测试阀门(7)相连又与带孔试样夹持器(8)相连的T形接头(6)，下端与T形接头(6)相连的压力计(10)；

所述的带孔试样夹持器(8)包括上端通过外螺纹与T形接头(6)相连，下端通过外螺纹与带孔下夹持件(82)相连，下端面上还开有均布四个孔的带孔上夹持件(81)；内侧端面通过内螺纹与带孔上夹持件(81)相连，内下端面与带孔第三密封圈(84″)相连的带孔下夹持件(82)；上端面通过均布四根柱体与带孔上夹持件(81)相连，内中端面与带孔第二密封圈(84′)相连，下端面与带孔第三密封圈(84″)相连的带孔定位件(83)；上端面与带孔上夹持件(81)相连，下端面与带孔第二密封圈(84′)相连的带孔第一密封圈(84)；上端面与带孔第一密封圈(84)下端面相连，下端面与带孔定位件(83)内中端面相连的带孔第二密封圈(84′)；上端面与带孔定位件(83)相连，下端面与带孔下夹持件(82)内中端面相连的带孔第三密封圈(84″)。

2、根据权利要求1所述的纺织型人造血管水渗透性测试装置，其特征在于所述的水箱(1)呈方形，材料可采用透明材料，如有机玻璃；所述的带孔试样夹持器(8)的材质可采用有机玻璃，铝合金，不锈钢；所述的带孔定位件(83)上均布的四根柱体可与带孔定位件(83)加工成一体式或分体式。

3、根据权利要求1或2所述的一种纺织型人造血管水渗透性测试装置的测试方法，其特征在于该测试方法的步骤如下：

(1)在测试前首先检查三个密封圈(84、84′、84″)的状态，如有损坏，在开始测试前及时更换，避免测试中途更换时增加测试误差；

(2)制作测试试样，试样裁成正方形，边长为1.5～2.5cm；

(3)打开上水管阀门(21)，使水通过上水管(2)进入水箱(1)的上水区(I)中，通过带孔板(11)并进入工作区(II)，当工作区(II)充满时，水开始向回水区(III)溢流，形成循环水，然后观察压力计(10)上的指针，当压力达到指示值16.0KPa(120mmHg)时，即可开始测试；

(4)旋下带孔下夹持件(82)并将带孔第二密封圈(84′)，带孔定位件(83)，带孔第三密封圈(84″)三者连在一起取下，打开测试阀门(7)放水，清除管道中的气泡，关闭测试阀门(7)，可在带孔上夹持件(81)底部的带孔第一密封圈(84)下面见到凸液面；

(5)将裁好的试样平放在带孔第二密封圈(84′)上，接着通过带孔定位件(83)上的四根柱体插入带孔上夹持件(81)的四个孔中，而使三者相连的带孔第二密封圈(84′)、带孔定位件(83)和带孔第三密封圈(84″)复位，然后将带孔下夹持件(82)旋紧在带孔上夹持件(81)上，完成试样夹持；

(6)打开测试阀门(7)，等待10～15秒钟，使水流稳定后开始测试，测试时间为1～10分钟；

(7) 对测试时间内的水渗透量进行测试，记录测试数据；

(8)同一样品最少进行5次测试，最后计算测试数据平均值；

(9)由测试数据平均值经以下公式即可计算出纺织型人造血管水渗透性S： $S=\frac{W}{A\×t}$

式中W为测试数据平均值

t为测试时间

A为测试有效面积，可由公式 $A=\frac{1}{4}{\mathrm{\πd}}^2$ 算出，其中试样测

试直径d＝0.9cm

计算结果在采用渗透水的体积测量时，单位为ml/cm²/min；采用电子天平称量渗透水的重量测量时，单位为g/cm²/min。

Images