專利名稱：模擬壁冠狀動(dòng)脈的血管內(nèi)膜培養(yǎng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種血管血管內(nèi)膜的培養(yǎng)裝置，尤其是一種模擬血管內(nèi)膜在壁冠狀動(dòng)脈中受到肌橋周期性壓迫，并在周向應(yīng)力，切應(yīng)力，正應(yīng)力協(xié)同作用下的培養(yǎng)裝置。
背景技術(shù)：
肌橋是一種較普遍的解剖現(xiàn)象，由于肌橋影響，壁冠狀動(dòng)脈近端高發(fā)粥樣硬化疾病，而橋下段和遠(yuǎn)端卻少見(jiàn)粥樣硬化。血管內(nèi)膜的形態(tài)功能跟粥樣硬化形成有密切聯(lián)系。如今，通過(guò)血管內(nèi)膜培養(yǎng)的方法研究壁冠狀動(dòng)脈近端粥樣硬化形成機(jī)制已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，血管內(nèi)膜培養(yǎng)裝置的種類和方法也越來(lái)越多。靜態(tài)培養(yǎng)法的血管內(nèi)膜沒(méi)有承受血流切應(yīng)力的作用，離體時(shí)間越長(zhǎng)分化能力越 差，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中難以耐受血流動(dòng)力學(xué)環(huán)境而發(fā)生細(xì)胞脫落。平行平板流動(dòng)腔和應(yīng)變腔可以分別研究流動(dòng)切應(yīng)力和血管周向應(yīng)力對(duì)血管內(nèi)膜形態(tài)及功能的影響，但是這兩種裝置都無(wú)法模擬肌橋存在的情況下壁冠狀動(dòng)脈中血管內(nèi)膜的受力情況。在肌橋存在的情況下，血管內(nèi)膜除受到血流流動(dòng)的切應(yīng)力和來(lái)自血管壁的正應(yīng)力、周向應(yīng)力，還受到肌橋的周期性壓迫。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是要提供一種模擬壁冠狀動(dòng)脈的血管內(nèi)膜培養(yǎng)系統(tǒng)，使血管內(nèi)膜在脈動(dòng)流中培養(yǎng)，同時(shí)該裝置可以模擬壁冠狀動(dòng)脈受到肌橋周期性壓迫的生理環(huán)境，壁冠狀動(dòng)脈中血管內(nèi)膜受到的應(yīng)力(周向應(yīng)力，切應(yīng)力，正應(yīng)力)可相對(duì)獨(dú)立調(diào)節(jié)，為研究肌橋存在的情況下，血管內(nèi)膜形態(tài)功能與壁冠狀動(dòng)脈近端好發(fā)粥樣硬化疾病兩者之間的聯(lián)系提供了實(shí)驗(yàn)手段。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用技術(shù)方案是一種模擬壁冠狀動(dòng)脈的血管內(nèi)膜培養(yǎng)系統(tǒng)，包括脈動(dòng)泵，蓄能器，分支，分支后負(fù)載，實(shí)驗(yàn)?zāi)K，肌橋壓塊，電機(jī)，后負(fù)載，儲(chǔ)液槽及加熱裝置，模擬壁冠狀動(dòng)脈，其特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)部包含有一對(duì)肌橋壓塊和模擬壁冠狀動(dòng)脈，電機(jī)驅(qū)動(dòng)肌橋壓塊壓迫模擬壁冠狀動(dòng)脈，實(shí)驗(yàn)?zāi)K外部連接由空氣壓縮機(jī)，儲(chǔ)氣罐，比例壓力閥，氣罐壓力傳感器組成的比例調(diào)壓穩(wěn)流裝置；脈動(dòng)泵產(chǎn)生周期性脈動(dòng)流輸出端連接蓄能器后分成二路一路通過(guò)分支和分支后負(fù)載與儲(chǔ)液槽及加熱裝置連接，另一路通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)連接儲(chǔ)液槽及加熱裝置，整個(gè)系統(tǒng)置于恒溫裝置中，保持37°C恒溫。實(shí)驗(yàn)?zāi)K液體流入、流出端分別安裝有用于測(cè)量模擬壁冠狀動(dòng)脈近端和遠(yuǎn)端壓力的近、遠(yuǎn)壓力傳感器，并分別放置在近、遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)。后負(fù)載和儲(chǔ)液槽及加熱裝置之間管路上裝有用于測(cè)量液體流經(jīng)模擬壁冠狀動(dòng)脈流量的電磁流量計(jì)。實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)承載血管內(nèi)膜的模擬壁冠狀動(dòng)脈為內(nèi)徑4 5 mm，長(zhǎng)度80 mm的硅膠管；肌橋壓塊寬度L為10mm、20mm、30mm中的任一種,肌橋壓塊6壓迫程度分別為50%、60%、70%、80%、90%、100% 中的任一種。本實(shí)用新型的有益效果是I.使血管內(nèi)膜在脈動(dòng)流下培養(yǎng)；
2.模擬壁冠狀動(dòng)脈中血管內(nèi)膜受到不同類型肌橋壓迫；3.血管內(nèi)膜同時(shí)受到的正應(yīng)力，切應(yīng)力，周向應(yīng)力的作用，這些力可以相對(duì)獨(dú)立調(diào)節(jié)。因此，本實(shí)用新型使血管內(nèi)膜在脈動(dòng)流中培養(yǎng)，同時(shí)可以模擬壁冠狀動(dòng)脈受到肌橋周期性壓迫的生理環(huán)境，壁冠狀動(dòng)脈中血管內(nèi)膜受到的應(yīng)力(周向應(yīng)力，切應(yīng)力，正應(yīng)力)可相對(duì)獨(dú)立調(diào)節(jié)，為研究肌橋存在的情況下，血管內(nèi)膜形態(tài)功能與壁冠狀動(dòng)脈近端好發(fā)粥樣硬化疾病兩者之間的聯(lián)系提供了實(shí)驗(yàn)手段。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖I所示，本實(shí)用新型的模擬壁冠狀動(dòng)脈的血管內(nèi)膜培養(yǎng)系統(tǒng)，包括脈動(dòng)泵1，蓄能器2，分支3，分支后負(fù)載4，實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5，儲(chǔ)液槽及加熱裝置17。所有接口均以硅膠管連接。脈動(dòng)泵I能模擬人體心臟周期性射血，蓄能器2模擬動(dòng)脈彈性腔功能，將脈動(dòng)脈動(dòng)泵I的間隙性射血變成連續(xù)的脈動(dòng)流，分支3用于調(diào)節(jié)另一支路的液體流量大小，分支后負(fù)載4模擬人體毛細(xì)血管對(duì)動(dòng)脈的外周阻力。儲(chǔ)液槽及加熱裝置17為流動(dòng)的液體提供恒定的溫度。如圖2所示，實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5內(nèi)部包含一對(duì)肌橋壓塊6和模擬壁冠狀動(dòng)脈7，電機(jī)8，驅(qū)動(dòng)肌橋壓塊6，壓迫模擬壁冠狀動(dòng)脈7，實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5的外部連接著空氣壓縮機(jī)9為實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5供氣，儲(chǔ)氣罐10穩(wěn)定氣流，比例壓力閥11控制實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5內(nèi)部壓力，壓力傳感器12測(cè)量?jī)?chǔ)氣罐10內(nèi)部壓力。近、遠(yuǎn)壓力傳感器13、14分別安放在實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5的液體流入、流出端，電磁流量計(jì)16測(cè)量液體流經(jīng)模擬壁冠狀動(dòng)脈的流量。實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5承載血管內(nèi)膜的模擬壁冠狀動(dòng)脈7為內(nèi)徑4 5 mm,長(zhǎng)度80 mm的娃膠管。肌橋壓塊6尺寸可更換，有10mm、20mm、30mm三種寬度，壓迫程度可調(diào)，分別是50%、60%、70%、80%、90%、100%中的任一種。近、遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)放置近、遠(yuǎn)壓力傳感器13、14，測(cè)量模擬壁冠狀動(dòng)脈7近端和遠(yuǎn)端壓力。模擬壁冠狀動(dòng)脈7內(nèi)種植血管內(nèi)膜后安放于實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5內(nèi)，接通電源脈動(dòng)泵I產(chǎn)生周期性脈動(dòng)流，液體分兩條支路，一條流經(jīng)分支3和后負(fù)載4，另一條流經(jīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5以及后負(fù)載15，前一條支路起到分流的作用。當(dāng)流經(jīng)分支3的液體增力口，流經(jīng)模擬壁冠狀動(dòng)脈7的液體流量減少，血管內(nèi)膜受到切應(yīng)力減小。空氣壓縮機(jī)9充氣，氣體通過(guò)儲(chǔ)氣罐10穩(wěn)壓，儲(chǔ)氣罐10頂部放置壓力傳感器12用以測(cè)量罐內(nèi)壓力即模擬壁冠狀動(dòng)脈7外壁壓力，氣體流經(jīng)比例壓力閥11，最終進(jìn)入實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5，改變模擬壁冠狀動(dòng)脈7外壁壓力，從而調(diào)節(jié)血管內(nèi)膜受到的周向應(yīng)力，外壁壓力越大，周向應(yīng)力越小。當(dāng)儲(chǔ)氣罐10內(nèi)部壓力到達(dá)30 kpa，空氣壓縮機(jī)9停止供氣；當(dāng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)5內(nèi)氣壓小于預(yù)定值，儲(chǔ)氣罐10內(nèi)存儲(chǔ)的氣體通過(guò)比例壓力閥11持續(xù)向其供氣；當(dāng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K5內(nèi)氣壓大于預(yù)定值，儲(chǔ)氣罐10停止供氣，比例壓力閥11開啟釋放氣體以實(shí)現(xiàn)減壓。驅(qū)動(dòng)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)肌橋壓塊6壓迫模擬壁冠狀動(dòng)脈7。其壓迫程度可以分為50%、 60%、70%、80%、90%、100%，其壓迫寬度有10mm、20mm、30mm三種，壓迫頻率與脈動(dòng)泵射血頻率一致。近、遠(yuǎn)壓力傳感器13、14分別測(cè)量模擬壁冠狀動(dòng)脈7流入流出端的壓力即近端和遠(yuǎn)端的正應(yīng)力，該測(cè)量值還可以計(jì)算血管內(nèi)膜在模擬壁冠狀動(dòng)脈7近端和遠(yuǎn)端分別受到的周向應(yīng)力。電磁流量計(jì)16測(cè)量流經(jīng)模擬壁冠狀動(dòng)脈7的液體流量從而計(jì)算切應(yīng)力。調(diào)節(jié)后負(fù)載15即調(diào)節(jié)外周阻力，從而調(diào)節(jié)血管內(nèi)膜受到的正應(yīng)力。
權(quán)利要求1.一種模擬壁冠狀動(dòng)脈的血管內(nèi)膜培養(yǎng)系統(tǒng)，包括脈動(dòng)泵(1)，蓄能器(2)，分支(3)，分支后負(fù)載(4)，實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)(5)，肌橋壓塊(6)，模擬壁冠狀動(dòng)脈(7)，電機(jī)(8)，后負(fù)載(15)，儲(chǔ)液槽及加熱裝置(17)，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)?zāi)K(5)內(nèi)部包含有一對(duì)肌橋壓塊(6 )和模擬壁冠狀動(dòng)脈(7 )，電機(jī)(8 )，驅(qū)動(dòng)肌橋壓塊(6 )和壓迫模擬壁冠狀動(dòng)脈(7 );所述實(shí)驗(yàn)?zāi)K(5)外部連接由空氣壓縮機(jī)(9)，儲(chǔ)氣罐(10)，比例壓力閥(11)，氣罐壓力傳感器(12)組成的比例調(diào)壓穩(wěn)流裝置；所述脈動(dòng)泵(I)產(chǎn)生周期性脈動(dòng)流輸出端連接蓄能器(2)后分成二路一路通過(guò)分支(3)和分支后負(fù)載(4)與儲(chǔ)液槽及加熱裝置(17)連接，另一路通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)(5)連接儲(chǔ)液槽及加熱裝置(17)，整個(gè)系統(tǒng)置于恒溫裝置中，保持37°C恒溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模擬壁冠狀動(dòng)脈的血管內(nèi)膜培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)?zāi)K(5)的液體流入、流出端分別安裝有用于測(cè)量模擬壁冠狀動(dòng)脈(7)近端和遠(yuǎn)端壓力的近、遠(yuǎn)壓力傳感器(13、14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模擬壁冠狀動(dòng)脈的血管內(nèi)膜培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述后負(fù)載(15)和儲(chǔ)液槽及加熱裝置(17)之間管路上裝有用于測(cè)量液體流經(jīng)模擬壁冠狀動(dòng)脈流量的電磁流量計(jì)(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模擬壁冠狀動(dòng)脈的血管內(nèi)膜培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述模擬壁冠狀動(dòng)脈(7)為內(nèi)徑4 5 mm,長(zhǎng)度80 mm的娃膠管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模擬壁冠狀動(dòng)脈的血管內(nèi)膜培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述肌橋壓塊(6)寬度L為10mm、20mm、30mm中的任一種，且肌橋壓塊(6)壓迫程度為50%、60%、70%、80%、90%、100% 中的任一種。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種模擬壁冠狀動(dòng)脈的血管內(nèi)膜培養(yǎng)系統(tǒng)，由脈動(dòng)泵、蓄能器、實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)、后負(fù)載、儲(chǔ)液槽、加熱裝置及測(cè)量機(jī)構(gòu)等組成的循環(huán)系統(tǒng)；脈動(dòng)泵產(chǎn)生周期性脈動(dòng)流輸出端連接蓄能器后分成二路一路通過(guò)分支和分支后負(fù)載與儲(chǔ)液槽及加熱裝置連接，另一路通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)K及測(cè)控系統(tǒng)連接儲(chǔ)液槽及加熱裝置，整個(gè)系統(tǒng)置于恒溫裝置中，保持37℃恒溫。本實(shí)用新型使血管內(nèi)膜在脈動(dòng)流中培養(yǎng)，同時(shí)可以模擬壁冠狀動(dòng)脈受到肌橋周期性壓迫的生理環(huán)境，壁冠狀動(dòng)脈中血管內(nèi)膜受到的應(yīng)力可相對(duì)獨(dú)立調(diào)節(jié)，為研究血管內(nèi)膜形態(tài)功能變化與壁冠狀動(dòng)脈近端高發(fā)粥樣硬化疾病之間的聯(lián)系提供體外實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
文檔編號(hào)C12M3/00GK202430228SQ2012200055
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者丁皓, 尚昆, 沈力行 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)