CN1793830A - 评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于纺织测试领域，它提供了一种评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置及测试方法，该装置它包括电动机、箱体、曲柄凸轮、左，右杆端关节轴承、连杆、带螺孔滑块、带螺孔T形摩擦架、带外螺纹的金属摩擦杆、上，下固定螺母、左，右试样支撑架、试样夹持器、砝码、变频器；再利用本发明的测试方法并结合已公开的纺织型人造血管水渗透性测试装置及其测试方法，能最大限度地模拟人体腔内隔绝用人造血管的实际磨损情况，可以较科学地评价腔内隔绝用人造血管的耐磨损性能。

Description

评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置及测试方法

技术领域：

本发明属于纺织测试领域，它涉及一种评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置及测试方法。

背景技术：

随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，以高血压、糖尿病和动脉硬化等“富贵病”所导致的血管疾患(如腹主动脉瘤AAA)的发病率不断上升。各种血管疾患已经成为人类健康的一大杀手。近四十余年来，人造血管在血管肿瘤、创伤、器官再造等领域中已被广泛应用。

腹主动脉瘤是长在心脏下端血管主干道上的肿瘤，是动脉扩张病中发病率最高的一种，腹主动脉的一段呈球形或梭形扩张，一般超过6cm就需手术切除，其主要的危害是会突然破裂导致急剧大出血死亡。传统手术需打开患者腹腔，切口长达30～40cm，创伤大，并发症多，恢复慢，而且由于血管疾病多发生于中老年人，其体质较差，进行开胸或开腹手术风险较大。

现代介入放射学、材料科学和腔内血管外科技术的发展，使腹主动脉瘤的微创治疗成为了可能。腔内隔绝术是在局部麻情况下切开病人的股动脉或进行股动脉穿刺，导入腔内隔绝用人造血管(腔内隔绝用人造血管由金属支架及人造血管构成)，使腔内隔绝用人造血管固定于瘤体两端正常动脉壁上，血流从腔内隔绝用人造血管内通过而与瘤腔隔绝，从而可望根除了高速高压的动脉血流冲击瘤壁造成瘤体破裂的后患。

腔内隔绝用人造血管在体内承受着周期性脉动应力和周边的酸、碱、酶环境的应力作用，在腔内隔绝用人造血管的使用过程中，各国学者已经报道了的人造血管的损伤，有血管机械损伤、表面的摩擦损伤以及涤纶纤维的化学损伤。各国研究人员主要通过扫描电镜观察从体内回收的送入病人体内9～12个月的腔内隔绝用人造血管，发现腔内隔绝用人造血管在不同部位出现了不同程度的疲劳损伤，包括血管内壁纤维与金属支架接触部位的纺织组织磨损裂痕、人造血管长度方向上的裂缝、金属支架与人造血管之间缝合线的断裂。腔内隔绝用人造血管的这些损伤必将导致人造血管在体内的寿命难以达到预期的要求，因此对腔内隔绝用人造血管的损伤，尤其是耐摩擦性的研究是十分必要的，但就目前所查阅的资料来看国内外对这方面的研究未见报道。本发明的意义就在于在国际标准ISO25539-1为参考的基础上，提供了一种腔内隔绝用人造血管的耐磨损性能的体外测试手段，以初步实现其力学耐磨损性能的预测。

腔内隔绝用人造血管的特点有别于置换用的人造血管，特别要求人造血管必须控制一定的厚度，一般不超过0.12mm。一般采用机织方法生产，也可采用含微孔的薄膜，如超薄聚四氟乙烯、聚氨酯薄膜等。同时，为了保证血管植入时不发生渗漏，必须严格控制织物的渗透率。

腔内隔绝用人造血管的耐磨损性能是指血管壁承受金属支架反复摩擦的能力，而纤维的摩擦和纺织结构变化是导致腔内隔绝用人造血管隔绝性能失效的直接原因，(根据国际标准ISO25539-1中的腔内隔绝用人造血管的完整性中提到了人造血管的耐久性，而腔内隔绝用人造血管的耐久性中又提到人造血管的失效形式主要为人造血管的摩擦磨损和人造血管摩擦后的裂缝)所以拟用腔内隔绝用人造血管摩擦后平面水渗透性的变化来表征其耐磨损性能。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)。摩擦后的人造血管的平面水渗透性数值的大小可预测人造血管在植入后使用生命周期的长短，是腔内隔绝用人造血管产品体外测试的一项重要表征指标。

经国内外专利文献查阅，未找到任何适用于进行腔内隔绝用人造血管的耐磨损性能的测试装置，而对于一般性织物的摩擦仪器，并不能用于腔内隔绝用人造血管的测试上，这是因为首先普通织物摩擦仪器是进行的两织物之间的摩擦，而不是金属与织物之间的摩擦；其次普通织物摩擦仪器在测试时需要较大尺寸的试样，这对于腔内隔绝用人造血管是很难满足的，腔内隔绝用人造血管管径一般较小，不能提供普通织物摩擦仪器所需的试样；还有普通织物摩擦仪器的运动方式也不符合腔内隔绝用人造血管在体内受到金属支架的摩擦的运动方式。

发明内容：

针对上述问题本发明提供了一种评价腔内隔绝用人造血管的耐磨损性能的测试装置及测试方法，新构思建立了模拟人体腔内隔绝用人造血管与金属支架之间产生的反复摩擦，再通过对摩擦试验后的试样进行水渗透性能的测量，来评价腔内隔绝用人造血管的耐磨损性能。

              本发明解决技术问题的技术方案如下：

一种评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置，其特征在于它包括固装在箱体底板21上的电动机1、放置在工作台上的箱体2、固装在电动机1端轴上的曲柄凸轮3、既与曲柄凸轮3相连又与连杆5相连的左杆端关节轴承4、既与连杆5相连又与带螺孔滑块6相连的右杆端关节轴承4’、两端均与左、右杆端关节轴承4、4’相连的连杆5、既与右杆端关节轴承4’相连又安置在带导轨的前板23导轨上的带螺孔滑块6、与带螺孔滑块6相连的带螺孔T形摩擦架7、旋入带螺孔T形摩擦架7又与上、下固定螺母(10、10’)相连的带外螺纹的金属摩擦杆8、既与带外螺纹的金属摩擦杆8相连又与带螺孔T形摩擦架7相连的上、下固定螺母9、9’、支撑在带导轨的前板23上的左、右试样支撑架10、10’、夹持在试样F上的试样夹持器11、悬挂在试样夹持器11上的砝码12以及通过导线与电动机1相连且固装在箱体侧板22上的变频器13。

所述的箱体2的材料选用铝合金；曲柄凸轮3和带导轨的前板23的材料选用铝合金或不锈钢；连杆5的材料选用不锈钢；带螺孔滑块6的材料选用铜；带螺孔T形摩擦架7的材料选用铝合金。

所述的一种评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置的测试方法，其特征在于该测试方法是通过如下步骤实现的：

(1)在测试前首先检查连杆5与左、右杆端关节轴承4，4’及带螺孔滑块6与带导轨的前板23之间的状态，如有运动不够灵活，在开始测试前及时加油及调整以避免仪器运动时产生转速的误差；

(2)制作试样(F)，试样F的长度一般裁成6～12cm，对于长度小于6cm时，取人造血管的实际长度；试样F的径向展开宽度一般裁成3～4cm，对于试样F的径向展开宽度小于3cm时，取实际的径向展开宽度；

(3)将带外螺纹的金属摩擦杆8下旋压下水平试样F为5～10mm，之后用上、下固定螺母9、9’将带外螺纹的金属摩擦杆8位置固定；

(4)将裁好的试样F左端夹在左试样支撑架10上，然后将试样F的右端通过带外螺纹的金属摩擦杆8的底端并由右试样支撑架10’支撑，然后用试样夹持器11将伸出的试样F夹持住，再将重量为500g～850g砝码12挂在试样夹持器11上，完成试样F的固定；

(5)接通电源，打开变频器13，调节好频率，频率可调节范围是30Hz～50Hz，开始对试样F进行耐磨损测试，测试时间为25～60分钟，其带外螺纹的金属摩擦杆8的摩擦动程为4～10cm，到预定时间后取下试样F，在同条件参数下，对最少5块试样F分别进行耐磨损测试，然后再采用本发明人已发明的中国专利号为03129179.1的发明专利进行水渗透量相应次数的测试，分别记录测试数据，最后计算出最少5块试样F水渗透量测试数据的平均值，再对照医学界公认的人造血管水渗透量300～400ml/cm²/min，以评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能。

           与现有技术相比本发明的优点是：

本发明结合已公开的纺织型人造血管水渗透性测试装置及其测试方法，能最大限度地模拟人体腔内隔绝用人造血管的实际磨损情况，可以较科学地评价腔内隔绝用人造血管的耐磨损性能。

附图说明：

图1为本发明的腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置示意图

图1中，1-电动机，2-箱体，21-箱体底板，22-箱体侧板，23-带导轨的前板，3-曲柄凸轮，4、4’-左、右杆端关节轴承，5-连杆，6-带螺孔滑块，7-带螺孔T形摩擦架，8-带外螺纹的金属摩擦杆，9、9’-上、下固定螺母，10、10’-左、右试样支撑架，11-试样夹持器，12-砝码，13-变频器，F-试样。

具体实施方式：

本发明的腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置如图1所示，整个装置由电动机1、箱体2、曲柄凸轮3、左，右杆端关节轴承4，4’、连杆5、带螺孔滑块6、带螺孔T形摩擦架7、带外螺纹的金属摩擦杆8、上，下固定螺母9，9’、左，右试样支撑架10，10’、试样夹持器11、砝码12、变频器13共同组成。

电动机1装在箱体2的箱体底板21上，曲柄凸轮3固装在电动机1的端轴，左杆端关节轴承4与曲柄凸轮3相连，左、右杆端关节轴承4、4’与连杆5相连，连杆5通过右杆端关节轴承4’与带螺孔滑块6相连，连杆5在电动机1和曲柄凸轮3的传动下，带动带螺孔滑块6在带导轨的前板23的导轨中作往复运动，再通过带螺孔T形摩擦架7带动带外螺纹的金属摩擦杆8作往复运动，以对试样F进行耐磨损性能测试。

利用现有的变频器13可保证在测试过程中试样F受到的反复摩擦保持恒速，并可对测试所需的频率进行调整。装置中带外螺纹的金属摩擦杆8下压水平试样F的高度可以根据测试方案调节，进而改变带外螺纹的金属摩擦杆8与试样F的接触压力，测试中对试样F所加重量可以通过砝码12调节。

装置中带螺孔滑块6置于带导轨的前板23的导轨中可左右滑动，并在正面利用螺钉与带螺孔T形摩擦架7相连，带外螺纹的金属摩擦杆8旋入带螺孔T形摩擦架7前方螺孔中，在带外螺纹的金属摩擦杆7压下水平试样F的位置确定后，采用上、下固定螺母9、9’上下固定住带外螺纹的金属摩擦杆8，采用上、下固定螺母9、9’上下固定带外螺纹的金属摩擦杆8可以确保试验高度始终不变。

将裁好的试样F左端通过左试样支撑架10固定，试样支撑架10分左、右试样支撑架10、10’，左、右试样支撑架10、10’安置在带导轨的前板23上，位置在带螺孔滑块6的下方，根据试样F的长度可通过带导轨的前板23上的轨道来调节左、右试样支撑架10、10’的间距，其间距要符合摩擦动程4～10cm的测试需要，其中左试样支撑架10采用不带弹簧的凹凸形夹头设计，右试样支撑架10’采用无夹头光滑支撑臂设计，再将试样F的右端通过带外螺纹的金属摩擦杆8的底部，并通过右试样支撑架10’支撑，再把连有砝码12的试样夹持器11夹到试样F上，试样夹持器11采用不带弹簧的凹凸形夹头设计。

箱体2的材料选用铝合金；曲柄凸轮3和带导轨的前板23的材料选用铝合金或不锈钢；连杆5的材料选用不锈钢；带螺孔滑块6的材料选用铜；带螺孔T形摩擦架7的材料选用铝合金。

设置好频率并打开变频器13，开始进行测试，通过控制带外螺纹的金属摩擦杆8压下试样F的高度、所加砝码12的大小以及摩擦发生的时间来达到不同的摩擦效果，然后进行摩擦后的水渗透性测试，通过比较透水量来评价腔内隔绝用人造血管的耐磨损性能。

进一步对本发明的试验方法作如下阐述：

所述的一种腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置的测试方法，其特征在于该测试方法是通过如下步骤实现的：

(1)在测试前首先检查连杆5与左、右杆端关节轴承4，4’及带螺孔滑块6与带导轨的前板23之间的状态，如有运动不够灵活，在开始测试前及时加油及调整以避免仪器运动时产生转速的误差；

(2)制作试样(F)，试样F的长度一般裁成6～12cm，对于长度小于6cm时，取人造血管的实际长度；试样F的径向展开宽度一般裁成3～4cm，对于试样F的径向展开宽度小于3cm时，取实际的径向展开宽度；

(3)将带外螺纹的金属摩擦杆8下旋压下水平试样F为5～10mm，之后用上、下固定螺母9、9’将带外螺纹的金属摩擦杆8位置固定；

(4)将裁好的试样F左端夹在左试样支撑架10上，然后将试样F的右端通过带外螺纹的金属摩擦杆8的底端并由右试样支撑架10’支撑，然后用试样夹持器11将伸出的试样F夹持住，再将重量为500g～850g砝码12挂在试样夹持器11上，完成试样F的固定；

(5)接通电源，打开变频器13，调节好频率，频率可调节范围是30Hz～50Hz，开始对试样F进行耐磨损测试，测试时间为25～60分钟，其带外螺纹的金属摩擦杆8的摩擦动程为4～10cm，到预定时间后取下试样F，在发明人已发明的中国专利号为03129179.1发明名称为纺织型人造血管水渗透性测试装置及其测试方法的发明专利进行水渗透量相应次数的测试，分别记录测试数据，最后计算出最少5块试样F水渗透量测试数据的平均值，再对照医学界公认的人造血管水渗透量300～400ml/cm²/min，以评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能。

实施例1：

对腔内隔绝用人造血管进行耐磨损性能测试的具体操作步骤如下：

(1)在测试前首先检查连杆5与左、右杆端关节轴承4，4’及带螺孔滑块6与带导轨的前板23之间的状态，如有运动不够灵活，在开始测试前及时加油及调整以避免仪器运动时产生转速的误差；

(2)将经、纬密均为1000根/10cm，厚度为0.08mm的机织平纹织物制作试样F，试样F的长度裁成6cm，试样F的径向展开宽度裁成3cm；

(3)将带外螺纹的金属摩擦杆8下旋压下水平试样F为5mm，之后用上、下固定螺母9、9’将带外螺纹的金属摩擦杆8位置固定；

(4)将裁好的试样F左端夹在左试样支撑架10上，然后将试样F的右端通过带外螺纹的金属摩擦杆8的底端并由右试样支撑架10’支撑，然后用试样夹持器11将伸出的试样F夹持住，再将重量为500g砝码12挂在试样夹持器11上，完成试样F的固定；

(5)接通电源，打开变频器13，调节好频率，频率采用30Hz，开始对试样F进行耐磨损测试，测试时间为30分钟，其带外螺纹的金属摩擦杆8的摩擦动程为5cm，到预定时间后取下试样F，在同条件参数下，对5块试样F分别进行耐磨损测试，然后再采用本发明人已发明的中国专利号为03129179.1的发明专利进行水渗透量相应次数的测试，分别记录测试数据，最后计算出5次试样F水渗透量测试数据的平均值为769.3ml/cm²/min。

从上述测试结果可知，其测试数值远大于医学界公认的人造血管水渗透量300～400ml/cm²/min，故此腔内隔绝用人造血管试样不能达到耐磨损性能要求，不可用于患者。

实施例2：

其进行耐磨损测试的测试步骤与实施例1相同，所不同的在于(1)将经密为1400根/10cm，纬密为1300根/10cm，厚度为0.09mm的机织斜纹织物的试样F制作成长度为9cm，径向展开宽度为3.5cm，(2)将带外螺纹的金属摩擦杆8下旋压下水平试样F为8mm，(3)砝码重量为650g，(4)采用频率为40Hz，(5)测试时间为50分钟，(6)摩擦动程为8cm；

最后计算出5次试样F水渗透量测试数据的平均值为265.7ml/cm²/min，其测试数据小于医学界公认的人造血管水渗透量300～400ml/cm²/min，300～400ml/cm²/min，具有良好的耐磨损性能，可安全用于患者。

实施例3：

其进行耐磨损测试的测试步骤与实施例1相同，所不同的在于(1)将经密为1700根/10cm，纬密为1500根/10cm，厚度为0.10mm的机织斜纹织物的试样F制作成长度为12cm，径向展开宽度为4cm，(2)将带外螺纹的金属摩擦杆8下旋压下水平试样F为10mm，(3)砝码重量为800g，(4)采用频率为50Hz，(5)测试时间为60分钟，(6)摩擦动程为10cm；

最后计算出5次试样F水渗透量测试数据的平均值为286.4ml/cm²/min，其测试数据小于医学界公认的人造血管水渗透量300～400ml/cm²/min，具有良好的耐磨损性能，可安全用于患者。

通过上述实施例可以看出本发明能够对腔内隔绝用人造血管的耐用性能进行较科学地评价。

Claims (3)

1、一种评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置，其特征在于它包括固装在箱体底板(21)上的电动机(1)、放置在工作台上的箱体(2)、固装在电动机(1)端轴上的曲柄凸轮(3)、既与曲柄凸轮(3)相连又与连杆(5)相连的左杆端关节轴承(4)、既与连杆(5)相连又与带螺孔滑块(6)相连的右杆端关节轴承(4’)、两端均与左、右杆端关节轴承(4、4’)相连的连杆(5)、既与右杆端关节轴承(4’)相连又安置在带导轨的前板(23)导轨上的带螺孔滑块(6)、与带螺孔滑块(6)相连的带螺孔T形摩擦架(7)、旋入带螺孔T形摩擦架(7)又与上、下固定螺母(10、10’)相连的带外螺纹的金属摩擦杆(8)、既与带外螺纹的金属摩擦杆(8)相连又与带螺孔T形摩擦架(7)相连的上、下固定螺母(9、9’)、支撑在带导轨的前板(23)上的左、右试样支撑架(10、10’)、夹持在试样(F)上的试样夹持器(11)、悬挂在试样夹持器(11)上的砝码(12)以及通过导线与电动机(1)相连且固装在箱体侧板(22)上的变频器(13)。

2、根据权利要求1所述的评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置，其特征在于所述的箱体(2)的材料选用铝合金；曲柄凸轮(3)和带导轨的前板(23)的材料选用铝合金或不锈钢；连杆(5)的材料选用不锈钢；带螺孔滑块(6)的材料选用铜；带螺孔T形摩擦架(7)的材料选用铝合金。

3、根据权利要求1或2所述的一种评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能的测试装置的测试方法，其特征在于该测试方法是通过如下步骤实现的：

(1) 在测试前首先检查连杆(5)与左、右杆端关节轴承(4，4’)及带螺孔滑块(6)与带导轨的前板(23)之间的状态，如有运动不够灵活，在开始测试前及时加油及调整以避免仪器运动时产生转速的误差；

(2) 制作试样(F)，试样(F)的长度一般裁成6～12cm，对于长度小于6cm时，取人造血管的实际长度；试样(F)的径向展开宽度一般裁成3～4cm，对于试样(F)的径向展开宽度小于3cm时，取实际的径向展开宽度；

(3) 将带外螺纹的金属摩擦杆(8)下旋压下水平试样(F)为5～10mm，之后用上、下固定螺母(9、9’)将带外螺纹的金属摩擦杆(8)位置固定；

(4) 将裁好的试样(F)左端夹在左试样支撑架(10)上，然后将试样(F)的右端通过带外螺纹的金属摩擦杆(8)的底端并由右试样支撑架(10’)支撑，然后用试样夹持器(11)将伸出的试样(F)夹持住，再将重量为500g～850g砝码(12)挂在试样夹持器(11)上，完成试样(F)的固定；

(5) 接通电源，打开变频器(13)，调节好频率，频率可调节范围是30Hz～50Hz，开始对试样(F)进行耐磨损测试，测试时间为25～60分钟，其带外螺纹的金属摩擦杆(8)的摩擦动程为4～10cm，到预定时间后取下试样(F)，在同条件参数下，对最少5块试样(F)分别进行耐磨损试验，然后再采用本发明人已发明的中国专利号为03129179.1的发明专利进行水渗透量相应次数的测试，分别记录测试数据，最后计算出最少5块试样F水渗透量测试数据的平均值，再对照医学界公认的人造血管水渗透量300～400ml/cm²/min，以评价腔内隔绝用人造血管耐磨损性能。

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