專利名稱：模擬壁冠狀動脈的血管內膜培養系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種血管血管內膜的培養裝置，尤其是一種模擬血管內膜在壁冠狀動脈中受到肌橋周期性壓迫，并在周向應力，切應力，正應力協同作用下的培養裝置。
背景技術：
肌橋是一種較普遍的解剖現象，由于肌橋影響，壁冠狀動脈近端高發粥樣硬化疾病，而橋下段和遠端卻少見粥樣硬化。血管內膜的形態功能跟粥樣硬化形成有密切聯系。如今，通過血管內膜培養的方法研究壁冠狀動脈近端粥樣硬化形成機制已經得到了廣泛的應用，血管內膜培養裝置的種類和方法也越來越多。靜態培養法的血管內膜沒有承受血流切應力的作用，離體時間越長分化能力越 差，在后續實驗中難以耐受血流動力學環境而發生細胞脫落。平行平板流動腔和應變腔可以分別研究流動切應力和血管周向應力對血管內膜形態及功能的影響，但是這兩種裝置都無法模擬肌橋存在的情況下壁冠狀動脈中血管內膜的受力情況。在肌橋存在的情況下，血管內膜除受到血流流動的切應力和來自血管壁的正應力、周向應力，還受到肌橋的周期性壓迫。
發明內容本實用新型是要提供一種模擬壁冠狀動脈的血管內膜培養系統，使血管內膜在脈動流中培養，同時該裝置可以模擬壁冠狀動脈受到肌橋周期性壓迫的生理環境，壁冠狀動脈中血管內膜受到的應力(周向應力，切應力，正應力)可相對獨立調節，為研究肌橋存在的情況下，血管內膜形態功能與壁冠狀動脈近端好發粥樣硬化疾病兩者之間的聯系提供了實驗手段。為了實現上述目的，本實用新型采用技術方案是一種模擬壁冠狀動脈的血管內膜培養系統，包括脈動泵，蓄能器，分支，分支后負載，實驗模塊，肌橋壓塊，電機，后負載，儲液槽及加熱裝置，模擬壁冠狀動脈，其特點是實驗模塊內部包含有一對肌橋壓塊和模擬壁冠狀動脈，電機驅動肌橋壓塊壓迫模擬壁冠狀動脈，實驗模塊外部連接由空氣壓縮機，儲氣罐，比例壓力閥，氣罐壓力傳感器組成的比例調壓穩流裝置；脈動泵產生周期性脈動流輸出端連接蓄能器后分成二路一路通過分支和分支后負載與儲液槽及加熱裝置連接，另一路通過實驗模塊及測控系統連接儲液槽及加熱裝置，整個系統置于恒溫裝置中，保持37°C恒溫。實驗模塊液體流入、流出端分別安裝有用于測量模擬壁冠狀動脈近端和遠端壓力的近、遠壓力傳感器，并分別放置在近、遠測點。后負載和儲液槽及加熱裝置之間管路上裝有用于測量液體流經模擬壁冠狀動脈流量的電磁流量計。實驗模塊內承載血管內膜的模擬壁冠狀動脈為內徑4 5 mm，長度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。本實用新型的有益效果是I.使血管內膜在脈動流下培養；
2.模擬壁冠狀動脈中血管內膜受到不同類型肌橋壓迫；3.血管內膜同時受到的正應力，切應力，周向應力的作用，這些力可以相對獨立調節。因此，本實用新型使血管內膜在脈動流中培養，同時可以模擬壁冠狀動脈受到肌橋周期性壓迫的生理環境，壁冠狀動脈中血管內膜受到的應力(周向應力，切應力，正應力)可相對獨立調節，為研究肌橋存在的情況下，血管內膜形態功能與壁冠狀動脈近端好發粥樣硬化疾病兩者之間的聯系提供了實驗手段。
圖I是本實用新型的結構框圖；圖2是本實用新型的實驗模塊及測控系統結構示意。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖I所示，本實用新型的模擬壁冠狀動脈的血管內膜培養系統，包括脈動泵1，蓄能器2，分支3，分支后負載4，實驗模塊及測控系統5，儲液槽及加熱裝置17。所有接口均以硅膠管連接。脈動泵I能模擬人體心臟周期性射血，蓄能器2模擬動脈彈性腔功能，將脈動脈動泵I的間隙性射血變成連續的脈動流，分支3用于調節另一支路的液體流量大小，分支后負載4模擬人體毛細血管對動脈的外周阻力。儲液槽及加熱裝置17為流動的液體提供恒定的溫度。如圖2所示，實驗模塊及測控系統5內部包含一對肌橋壓塊6和模擬壁冠狀動脈7，電機8，驅動肌橋壓塊6，壓迫模擬壁冠狀動脈7，實驗模塊及測控系統5的外部連接著空氣壓縮機9為實驗模塊及測控系統5供氣，儲氣罐10穩定氣流，比例壓力閥11控制實驗模塊及測控系統5內部壓力，壓力傳感器12測量儲氣罐10內部壓力。近、遠壓力傳感器13、14分別安放在實驗模塊及測控系統5的液體流入、流出端，電磁流量計16測量液體流經模擬壁冠狀動脈的流量。實驗模塊及測控系統5承載血管內膜的模擬壁冠狀動脈7為內徑4 5 mm,長度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，分別是50%、60%、70%、80%、90%、100%中的任一種。近、遠測點放置近、遠壓力傳感器13、14，測量模擬壁冠狀動脈7近端和遠端壓力。模擬壁冠狀動脈7內種植血管內膜后安放于實驗模塊及測控系統5內，接通電源脈動泵I產生周期性脈動流，液體分兩條支路，一條流經分支3和后負載4，另一條流經實驗模塊及測控系統5以及后負載15，前一條支路起到分流的作用。當流經分支3的液體增力口，流經模擬壁冠狀動脈7的液體流量減少，血管內膜受到切應力減小。空氣壓縮機9充氣，氣體通過儲氣罐10穩壓，儲氣罐10頂部放置壓力傳感器12用以測量罐內壓力即模擬壁冠狀動脈7外壁壓力，氣體流經比例壓力閥11，最終進入實驗模塊及測控系統5，改變模擬壁冠狀動脈7外壁壓力，從而調節血管內膜受到的周向應力，外壁壓力越大，周向應力越小。當儲氣罐10內部壓力到達30 kpa，空氣壓縮機9停止供氣；當實驗模塊及測控系統5內氣壓小于預定值，儲氣罐10內存儲的氣體通過比例壓力閥11持續向其供氣；當實驗模塊5內氣壓大于預定值，儲氣罐10停止供氣，比例壓力閥11開啟釋放氣體以實現減壓。驅動電機8驅動肌橋壓塊6壓迫模擬壁冠狀動脈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，壓迫頻率與脈動泵射血頻率一致。近、遠壓力傳感器13、14分別測量模擬壁冠狀動脈7流入流出端的壓力即近端和遠端的正應力，該測量值還可以計算血管內膜在模擬壁冠狀動脈7近端和遠端分別受到的周向應力。電磁流量計16測量流經模擬壁冠狀動脈7的液體流量從而計算切應力。調節后負載15即調節外周阻力，從而調節血管內膜受到的正應力。
權利要求1.一種模擬壁冠狀動脈的血管內膜培養系統，包括脈動泵(1)，蓄能器(2)，分支(3)，分支后負載(4)，實驗模塊及測控系統(5)，肌橋壓塊(6)，模擬壁冠狀動脈(7)，電機(8)，后負載(15)，儲液槽及加熱裝置(17)，其特征在于所述實驗模塊(5)內部包含有一對肌橋壓塊(6 )和模擬壁冠狀動脈(7 )，電機(8 )，驅動肌橋壓塊(6 )和壓迫模擬壁冠狀動脈(7 );所述實驗模塊(5)外部連接由空氣壓縮機(9)，儲氣罐(10)，比例壓力閥(11)，氣罐壓力傳感器(12)組成的比例調壓穩流裝置；所述脈動泵(I)產生周期性脈動流輸出端連接蓄能器(2)后分成二路一路通過分支(3)和分支后負載(4)與儲液槽及加熱裝置(17)連接，另一路通過實驗模塊及測控系統(5)連接儲液槽及加熱裝置(17)，整個系統置于恒溫裝置中，保持37°C恒溫。
2.根據權利要求I所述的模擬壁冠狀動脈的血管內膜培養系統，其特征在于所述實驗模塊(5)的液體流入、流出端分別安裝有用于測量模擬壁冠狀動脈(7)近端和遠端壓力的近、遠壓力傳感器(13、14)。
3.根據權利要求I所述的模擬壁冠狀動脈的血管內膜培養系統，其特征在于所述后負載(15)和儲液槽及加熱裝置(17)之間管路上裝有用于測量液體流經模擬壁冠狀動脈流量的電磁流量計(16)。
4.根據權利要求I所述的模擬壁冠狀動脈的血管內膜培養系統，其特征在于所述模擬壁冠狀動脈(7)為內徑4 5 mm,長度80 mm的娃膠管。
5.根據權利要求I所述的模擬壁冠狀動脈的血管內膜培養系統，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。
專利摘要本實用新型涉及一種模擬壁冠狀動脈的血管內膜培養系統，由脈動泵、蓄能器、實驗模塊及測控系統、后負載、儲液槽、加熱裝置及測量機構等組成的循環系統；脈動泵產生周期性脈動流輸出端連接蓄能器后分成二路一路通過分支和分支后負載與儲液槽及加熱裝置連接，另一路通過實驗模塊及測控系統連接儲液槽及加熱裝置，整個系統置于恒溫裝置中，保持37℃恒溫。本實用新型使血管內膜在脈動流中培養，同時可以模擬壁冠狀動脈受到肌橋周期性壓迫的生理環境，壁冠狀動脈中血管內膜受到的應力可相對獨立調節，為研究血管內膜形態功能變化與壁冠狀動脈近端高發粥樣硬化疾病之間的聯系提供體外實驗平臺。
文檔編號C12M3/00GK202430228SQ2012200055
公開日2012年9月12日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者丁皓, 尚昆, 沈力行 申請人:上海理工大學