PL248315B1 - Matryca do badań - Google Patents

Abstract

Matryca do badań, zawierająca dwa złącza przewodów (1) oraz bazę (2) z kanałem, charakteryzuje się tym, że wewnątrz bazy (2) znajduje się kanał biegnący wzdłuż jej osi wzdłużnej z przylegającym do niego co najmniej jednym gniazdem, nad którym znajduje się otwór przelotowy (3) w górnej pokrywie bazy (2), kształtem odpowiadający przekrojowi pojedynczego koszyka (4). Przy czym gniazdo wyposażone jest od zewnętrznej strony w tłok (5) połączony ze sprężyną naciskową. W gnieździe osadzony jest rozłącznie koszyk (4) z wprowadzoną do niego kasetą (6), w której umieszczona jest próbka.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest matryca do badań biomateriałów i powłok w warunkach hemodynamicznych i hydrodynamicznych przepływów, w szczególności symulujących (odwzorowujących) układ krwionośny człowieka.

Z praktyki stosowania i obrotu rynkowego znane są rozwiązania w postaci urządzeń o prostoliniowych zabudowanych kanałach z otworami umieszczonymi w szyku w pojedynczej linii wzdłuż kanału jednostronnie, w których umieszczane są uszczelnione przy pomocy o-ringów zatyczki o konstrukcji cylindrycznej z wyznaczoną na czole przestrzenią na umieszczenie próbek o kształcie walca o średnicy 12,7 mm mających kontakt pojedynczą powierzchnią ze strumieniem przepływającej cieczy. Zatyczki utrzymane są w konstrukcji poprzez odpowiednio dobrane pasowanie, bez wywieranego z zewnątrz docisku (Modified Robbins Device, Bio-inLine Biofilm Reactor). Inne znane z praktyki stosowania i obrotu rynkowego rozwiązania bazują na konstrukcjach, w których płaskie próbki walcowe umieszczane są jednostronnie w szyku w pojedynczej linii wewnątrz okrągłych otworów, wewnątrz wkładki o konstrukcji płaskiego pierścienia zachodzącego krawędzią zewnętrzną za krawędzie okna przeznaczonego na próbkę, które następnie na czas badań zostają dociśniętą pokrywą konstrukcji stanowiącą jedną ze ścian ograniczającą kanał (DOI https://dx.doi.org/10.3791/50959-v). Znane są również rozwiązania bazujące na konstrukcji segmentowej, gdzie każdy z segmentów tworzących stały przez czas badań kanał posiada okno do umieszczenia próbki o przekroju prostokątnym, dociśniętej przez jedną ze ścian konstrukcji (https://doi.org/10.3390/microorganisms9091993). W praktyce stosowane jest także rozwiązanie w postaci kanału wykonanego w materiale badanym, który w zależności od wymagań może zostać pokryty badaną powłoką na całym odcinku lub wykonanie elementu cylindrycznego o powierzchni wewnętrznej wykonanej z materiału badanego, w obu wspomnianych przypadkach w celu uzyskania dostępu do powierzchni badanej konieczna jest mechaniczna ingerencja w próbkę, np. poprzez rozcięcie jej na fragmenty możliwe do zobrazowania przy pomocy technik mikroskopowych.

Celem wynalazku jest stworzenie takiej matrycy do badań, która umożliwia prowadzenie badań wpływu warunków hemodynamicznych i hydrodynamicznych na powierzchnię materiału lub na badane powłoki z użyciem urządzeń symulujących fizycznie warunki przepływu wewnątrz układu krwionośnego lub urządzeń do mechanicznego wspomagania serca, na wielu niezależnych od siebie próbkach jednocześnie, bez konieczności przerywania prowadzonych badań lub opróżniania kanału z medium w celu usunięcia próbek z matrycy pomiarowej.

Matryca do badań według wynalazku, zawierająca dwa złącza przewodów oraz bazę z kanałem, charakteryzuje się tym, że wewnątrz bazy znajduje się kanał o biegnący wzdłuż jej osi wzdłużnej z przylegającym do niego co najmniej jednym gniazdem, nad którym znajduje się otwór przelotowy w górnej pokrywie bazy, kształtem odpowiadający przekrojowi pojedynczego koszyka. Przy czym gniazdo wyposażone jest od zewnętrznej strony w tłok połączony ze sprężyną naciskową. W gnieździe osadzony jest rozłącznie koszyk z wprowadzoną do niego kasetą w której umieszczona jest próbka.

Korzystnie, gdy baza wyposażona jest w podtoczone narożniki. Ułatwia to chwyt oraz zapobiega potencjalnym uszkodzeniom bazy w wyniku kontaktu narożnika z twardą powierzchnią.

Korzystnie, gdy kanał ma prostokątny przekrój poprzeczny.

Korzystnie, gdy gniazda znajdują się po obu stronach kanału.

Korzystnie, gdy część tłoka jest wyprowadzona na zewnątrz bazy. Umożliwia to odciągnięcie tłoków i ponowne wprowadzenie koszyków z próbkami na potrzeby dalszych testów.

Korzystnie, gdy koszyk jest wyposażony w uchwyt.

Korzystnie, gdy tłok jest wyposażony w element uszczelniający.

Również korzystnie, gdy kaseta ma kształt prostokąta.

Dodatkowo korzystnie, gdy baza wyposażona jest w co najmniej dwanaście gniazd rozmieszczonych po sześć z każdej strony kanału.

Dzięki zaprojektowanej konstrukcji bazującej na systemie odpowiednio wyprofilowanych koszyków, wewnątrz których umieszczone są kasety z utwierdzonymi próbkami, z pojedynczą powierzchnią wystawioną na wpływ strugi medium, doprowadzanej do kanału za pośrednictwem jednego złącza i odprowadzanej z kanału za pośrednictwem drugiego złącza, osiągnięto łatwą i szybką ekstrakcję próbki, bez konieczności fizycznej ingerencji w jej strukturę w celu uzyskania dostępu do badanej powierzchni. Na umieszczony w matrycy koszyk z próbką wywierany jest nacisk ze strony tłoka, który dociska koszyk do okna kanału i poprawia szczelność połączenia między koszykiem, a główną częścią matrycy. W momencie wysuwania koszyka z gniazda sprężyna naciskowa dosuwa płaską powierzchnię tłoka do kanału wewnątrz matrycy, ponownie zamykając kanał i uniemożliwiając niekontrolowany wypływ medium.

Zaletą matrycy według wynalazku jest możliwość ekstrakcji z matrycy pojedynczych próbek bez konieczności zatrzymywania badań prowadzonych dla pozostałych próbek umieszczonych wewnątrz matrycy, umożliwiając tym samym prowadzenie analiz wpływu warunków dynamicznych na próbki w zależności od czasu ekspozycji bez konieczności demontażu lub całkowitego opróżnienia urządzenia, zapewniając jednocześnie możliwie zbliżone warunki przepływów dla wszystkich próbek. Kolejną zaletą matrycy do badań według wynalazku jest ograniczenie wymiarów wzdłużnych konstrukcji poprzez umieszczenie gniazd na próbki po dwóch, przeciwnych stronach kanału pomiarowego.

Matryca do badań, pokazano w przykładzie realizacji na rysunku, który przedstawia na Fig. 1 matrycę do badań w widoku ogólnym, zaś Fig. 2 przedstawia szczegół w postaci koszyka z wprowadzoną do niego kasetą w której umieszczona jest próbka.

Matryca do badań, w przykładzie wykonania dla składa się z dwóch złączy przewodów 1, doprowadzających ciecz do wnętrza kanału (nieuwidocznionego na rysunku) oraz bazę 2. Wewnątrz bazy 2 znajduje się kanał o prostokątnym przekroju poprzecznym biegnący wzdłuż jej osi wzdłużnej z przylegającymi do niego po obu stronach gniazdami (nieuwidocznionymi na rysunku) rozmieszczonymi po sześć z każdej strony kanału. Wewnątrz kanału, naprzeciwko środków gniazd, znajdują się nisko profilowe wypukłe elementy. Nad każdym z gniazd znajduje się otwór przelotowy 3 w górnej pokrywie bazy 2. Otwory przelotowe 3 kształtem odpowiadają przekrojowi pojedynczego koszyka 4. Każde gniazdo wyposażone jest od zewnętrznej strony w tłok 5 z elementem uszczelniającym, połączony ze sprężyną naciskową (nieuwidocznioną na rysunku). Część tłoka 5 jest wyprowadzona na zewnątrz bazy 2. W każdym gnieździe osadzony jest rozłącznie koszyk 4, wyposażony w uchwyt 8, z wprowadzoną do niego prostokątną kasetą 6 w której umieszczona jest próbka 7. Baza 2 wyposażona jest w podtoczone narożniki.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Matryca do badań zawierająca dwa złącza przewodów oraz bazę z kanałem, znamienna tym, że wewnątrz bazy (2) znajduje się kanał biegnący wzdłuż jej osi wzdłużnej z przylegającym do niego co najmniej jednym gniazdem, nad którym znajduje się otwór przelotowy (3) w górnej pokrywie bazy (2), kształtem odpowiadający przekrojowi pojedynczego koszyka (4), przy czym gniazdo wyposażone jest od zewnętrznej strony w tłok (5) połączony ze sprężyną naciskową, zaś w gnieździe osadzony jest rozłącznie koszyk (4) z wprowadzoną do niego kasetą (6) w której umieszczona jest próbka (7).
2. 2. Matryca, według zastrz. 1, znamienna tym, że kanał ma prostokątny przekrój poprzeczny.
3. 3. Matryca, według zastrz. 1 lub 2, znamienna tym, że część tłoka (5) jest wyprowadzona na zewnątrz bazy (2).
4. 4. Matryca, według zastrz. 1,2 lub 3, znamienna tym, że narożniki bazy (2) są podtoczone.
5. 5. Matryca, według zastrz. 1,2, 3 lub 4, znamienna tym, że tłok (5) jest wyposażony w element uszczelniający.
6. 6. Matryca, według zastrz. 1, 2, 3, 4 lub 5, znamienna tym, że koszyk (4) jest wyposażony w uchwyt (8).
7. 7. Matryca, według zastrz. 1, 2, 3, 4, 5 lub 6, znamienna tym, że kaseta (6) ma kształt prostokąta.
8. 8. Matryca, według zastrz. 1, 2, 3, 4, 5, 6 lub 7, znamienna tym, że gniazda znajdują się po obu stronach kanału.
9. 9. Matryca, według zastrz. 8, znamienna tym, że baza (2) wyposażona jest w co najmniej sześć gniazd rozmieszczonych po trzy z każdej strony kanału.