CN206161438U - 血管组织工程支架力学性能测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种血管组织工程支架力学性能测试系统，包括生物反应装置，顺应性测量装置和爆破压力测量装置；生物反应装置包括盛装液体的瓶体，开设有进、出口的人造血管固定架和蠕动泵，插放在瓶体内的输液管通过蠕动泵、人造血管固定架与插放在瓶体内的回液管相连，在回液管上设有限流开关；顺应性测量装置包括置于人造血管固定架上方的高倍电子显微镜和CCD相机，CCD相机的信号输出端与电脑相连；爆破压力测量装置包括单片机，与输液管相连的测压软管端部连有转换器，与转换器活动连接的压力变送器依次与单片机和电脑相连。本实用新型结构简单，三个功能装置相互关联、互相协调，满足了对血管组织工程支架进行的力学性能测试要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物、医疗、力学研究领域用测试设备，尤其是涉及一种血管组织工程支架力学性能测试系统。
背景技术
随着医疗技术的迅速发展，人们对人造血管等替代物的性能提出了更高的要求。目前血管组织工程技术已能够制备出与自体血管结构和功能相类似的血管材料，相关研究得到了本领域研究人员的广泛关注。在血管组织工程的研究中，血管组织工程支架的顺应性和爆破压力等力学性能是支架材料的关键参数，直接关系到组织工程血管制造后期的各个环节。目前行业内对血管组织工程支架的顺应性、爆破压力、生物反应等数据的测试是分别通过单个装置进行的：顺应性一般是采用红外线外径测试仪来测试，该测试设备性能单一且价格较高；爆破压力则是采用单片机控制的工业用压力泵来测试的；而生物反应装置则仅能模拟人体的脉动和压力值，不能显示人体内部血管周围的生理活动。因此制作并搭建一种多功能、高精度血管组织工程支架力学性能测试系统，使其具有更好的重复性和再现性已成为本行业的迫切需求；通过提高对血管支架顺应性和爆破压力等力学性能的测量精度，能够为优化血管组织工程支架结构和力学性能提供有力的技术支持。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种血管组织工程支架力学性能测试系统，该系统能同时进行顺应性和爆破压力的实时监测，并可模拟人体的生物反应，具有三种功能合一的多项功能。
为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：
本实用新型所述的血管组织工程支架力学性能测试系统，包括生物反应装置，顺应性测量装置和爆破压力测量装置；
所述生物反应装置包括盛装液体的瓶体，开设有进、出口的人造血管固定架和蠕动泵，插放在所述瓶体内的输液管的出液口与所述蠕动泵的进液口相连通，插放在所述瓶体内的回液管的进液口与所述人造血管固定架的出口相连通，所述蠕动泵的出液口通过连接软管与所述人造血管固定架的进口相连通，在所述回液管上设置有限流开关；
所述顺应性测量装置包括置于人造血管固定架上方的高倍电子显微镜和CCD相机，所述CCD相机的信号输出端通过数据线与电脑相连接；
所述爆破压力测量装置包括带有电流信号转换芯片、电压信号输出芯片和数据存储芯片的单片机，与所述输液管相连通的测压软管端部连接有转换器，与所述转换器活动连接的压力变送器的信号输出端通过数据线与所述单片机的电流信号转换芯片的信号输入端相连接，所述电流信号转换芯片的信号输出端通过数据存储芯片与电压信号输出芯片的信号输入端电连接，所述电压信号输出芯片的信号输出端通过数据线与所述电脑相连接。
所述人造血管固定架包括矩形结构的浴槽，在所述浴槽相对的一组边框上间隔对应开设有多组通孔，所述通孔内密封插装有连接管，待测试的人造血管密封连接在一组连接管之间。
所述人造血管固定架的下方设置有升降台。
本实用新型的优点在于结构简单，测试方便准确，一机多用，功能齐全。利用本可对人造血管的顺应性和爆破压力进行实时监测，并结合电脑中相应的测量和数据处理软件对其进行分析处理，而生物反应装置则能够对血管的流速、压力、脉冲和周期进精确调节，三个功能装置相互关联、互相协调，满足了多功能、高精度的对血管组织工程支架进行的力学性能测试，为优化血管组织工程支架的结构和力学性能提供了有力的技术支持。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1中人造血管固定架的结构图。
图3是本实用新型的电路原理框图。
具体实施方式
如图1、3所示，本实用新型所述的血管组织工程支架力学性能测试系统，包括生物反应装置，顺应性测量装置和爆破压力测量装置；
其中生物反应装置包括盛装液体的瓶体1，开设有进、出口的人造血管固定架2和蠕动泵3，插放在瓶体1内的输液管4的出液口与蠕动泵3的进液口相连通，插放在瓶体1内的回液管5的进液口与人造血管固定架2的出口相连通，蠕动泵3的出液口通过连接软管6与人造血管固定架2的进口相连通，在回液管5上设置有限流开关7；
顺应性测量装置包括置于人造血管固定架2上方的高倍电子显微镜8和CCD相机9，CCD相机9的信号输出端通过数据线与电脑10相连接；
爆破压力测量装置包括带有电流信号转换芯片、电压信号输出芯片和数据存储芯片的单片机11，与输液管4相连通的测压软管12端部连接有转换器13，与转换器13活动连接的压力变送器14的信号输出端通过数据线与单片机11的电流信号转换芯片的信号输入端相连接，电流信号转换芯片的信号输出端通过数据存储芯片与电压信号输出芯片的信号输入端电连接，电压信号输出芯片的信号输出端通过数据线与电脑10相连接。
本实用新型所用的人造血管固定架2具体结构如图2所示，包括矩形结构的浴槽201，在浴槽201相对的一组边框上间隔对应开设有多组通孔，通孔内密封插装有连接管202，待测试的人造血管203密封连接在一组连接管202之间。
实际使用时，为保证高倍电子显微镜8的观测精度，使CCD相机9捕获的视频更为清晰，在人造血管固定架2的下方设置有调整高度的升降台。
一、生物反应测试
首先将液体倒入瓶体1内，调整蠕动泵3的转速至24 r/min，以模拟人体脉搏跳动的频率75次/min，并在浴槽201内置电子反馈加热系统以维持浴槽内温度。蠕动泵3工作，瓶体1内的液体从输液管4流入蠕动泵3，经过蠕动泵3和连接软管6，进入人造血管固定架2中，再从人造血管203流出，经过回液管5和其上的限流开关7，回到瓶体1内，形成一个完整的回路，以测试人造血管203的生物反应。
做生物反应测试时，还可以将人造血管固定架2放置在CO2培养箱或恒温控制箱内模拟人体体内的生理环境，同时调节蠕动泵3的转动频率，以模拟人体内的脉动频率，使该实验更加符合要求。
二、顺应性测试
调整好人造血管固定架2与高倍电子显微镜8和CCD相机9之间的高度（必要时可以放置在升降台上），然后将CCD相机9的信号输出端通过数据线与电脑10连接；
启动生物反应的测试回路，使瓶体1中液体正常循环。打开电脑10的录像软件，调整高倍电子显微镜8的物镜焦距和镜筒高度将预览图像调至清晰，然后进行动态视频的捕获。大约5~10秒后，取下人造血管固定架2，用卡尺测量得到放大倍率。利用电脑10中相应的截图软件和图像处理软件对捕获的动态视频进行数据处理，最终绘制外径变化的曲线图，代入数据计算，即可得到样本的顺应性。
三、爆破压力测试
将压力变送器14连接在转换器13上，生物反应测试回路正常工作，从输液管4流出的液体经测压软管12至转换器13和压力变送器14，压力变送器14获取的信号通过数据线输送至单片机11中，通过芯片之间的转换处理，将电流信号转换成电压信号，再由数据线将压力数字信号输入电脑10中，通过相关的软件实时绘制压力曲线图。测量爆破压力时需要调节限流开关7将样本（瓶体1中液体）爆破，获得实时压力数据。
Claims (3)
1.一种血管组织工程支架力学性能测试系统，其特征在于：包括生物反应装置，顺应性测量装置和爆破压力测量装置；
所述生物反应装置包括盛装液体的瓶体（1），开设有进、出口的人造血管固定架（2）和蠕动泵（3），插放在所述瓶体（1）内的输液管（4）的出液口与所述蠕动泵（3）的进液口相连通，插放在所述瓶体（1）内的回液管（5）的进液口与所述人造血管固定架（2）的出口相连通，所述蠕动泵（3）的出液口通过连接软管（6）与所述人造血管固定架（2）的进口相连通，在所述回液管（5）上设置有限流开关（7）；
所述顺应性测量装置包括置于人造血管固定架（2）上方的高倍电子显微镜（8）和CCD相机（9），所述CCD相机（9）的信号输出端通过数据线与电脑（10）相连接；
所述爆破压力测量装置包括带有电流信号转换芯片、电压信号输出芯片和数据存储芯片的单片机（11），与所述输液管（4）相连通的测压软管（12）端部连接有转换器（13），与所述转换器（13）活动连接的压力变送器（14）的信号输出端通过数据线与所述单片机（11）的电流信号转换芯片的信号输入端相连接，所述电流信号转换芯片的信号输出端通过数据存储芯片与电压信号输出芯片的信号输入端电连接，所述电压信号输出芯片的信号输出端通过数据线与所述电脑（10）相连接。
2.根据权利要求1所述的血管组织工程支架力学性能测试系统，其特征在于：所述人造血管固定架（2）包括矩形结构的浴槽（201），在所述浴槽（201）相对的一组边框上间隔对应开设有多组通孔，所述通孔内密封插装有连接管（202），待测试的人造血管（203）密封连接在一组连接管（202）之间。
3.根据权利要求1所述的血管组织工程支架力学性能测试系统，其特征在于：所述人造血管固定架的下方设置有升降台。
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