主动脉老化对血管生物力学影响的模拟装置及方法

技术特征：
1.主动脉老化对血管生物力学影响的模拟装置，其特征在于：包括加载组件（1）、试件约束组件（2）、测量组件（3）、压力调节组件（4）和控制组件（5）；所述加载组件（1）包括主动脉试样支架（17）以及设置在其上的上夹持部（11）和下夹持部（12），所述上夹持部（11）和下夹持部（12）分别将主动脉试样轴向两端可拆卸夹持，且所述上夹持部（11）可沿主动脉试样支架（15）上下移动以调节主动脉试样拉伸状态；所述上夹持部（11）上还设有与主动脉试样上端连通的末端管路（13），所述末端管路（13）上设有止水阀门（14）；所述试件约束组件（2）用于将主动脉试样包裹，为其提供径向约束；所述压力调节组件（4）包括密封罐（41）和生物力学试验机（43），所述密封罐（41）与生物力学试验机（43）相连通，所述生物力学试验机（43）出水口与主动脉试样下端连通；所述测量组件（3）包括轴向力传感器（31）、激光测距仪（32）和压力传感器（33），所述轴向力传感器（31）固定在上夹持部（11）上，所述激光测距仪（32）设置于激光测距仪支架（34）上，且可沿激光测距仪支架（34）上下移动至与主动脉试样相对应位置；所述压力传感器（33）连接生物力学试验机（43）的液体通道；所述控制组件（5）用于接收测量组件（3）所测得的实验数据并进行处理和显示，还用于对压力调节组件（4）进行控制。2.根据权利要求1所述的主动脉老化对血管生物力学影响的模拟装置，其特征在于：所述主动脉试样支架（15）和激光测距仪支架（34）安装在导轨（16）上，且两者可沿导轨（16）相向滑动。3.根据权利要求1或2所述的主动脉老化对血管生物力学影响的模拟装置，其特征在于：所述主动脉试样支架（15）与所述激光测距仪支架（34）结构相同，均包括一竖直螺杆，所述激光测距仪（32）通过固定板螺接于竖直螺杆上，所述上夹持部（11）也螺接于竖直螺杆上。4.根据权利要求3所述的主动脉老化对血管生物力学影响的模拟装置，其特征在于：所述主动脉试样支架（15）与所述激光测距仪支架（34）还包括倒l形支架和两根支杆，所述竖直螺杆与倒l形支架的竖杆平行且顶部穿过倒l形支架的横杆；两根支杆分别位于竖直螺杆两侧，引导上夹持部（11）和固定板上下滑动。5.根据权利要求1所述的主动脉老化对血管生物力学影响的模拟装置，其特征在于：所述试件约束组件（2）为生物医用膜，包裹于管状的主动脉试样外表面。6.根据权利要求1所述的主动脉老化对血管生物力学影响的模拟装置，其特征在于：所述密封罐（41）由加强塑胶材料制成，罐顶端设有阀门（42）和两个出入水口，一个为实验液体和空气入口，另一出口通过第一供液管路（44）连接生物力学试验机（43），生物力学试验机（43）的出水口接第二供液管路（45）并连通至主动脉试样下端。7.根据权利要求1所述的主动脉老化对血管生物力学影响的模拟装置，其特征在于：所述主动脉试样的上端通过管道接头旋接至上夹持部（11）内，再与末端管路（13）相连；所述主动脉试样的下端通过管道接头旋接至下夹持部（12）内，再与第二供液管路（45）相连进而连通至生物力学试验机（43）。8.根据权利要求1所述的主动脉老化对血管生物力学影响的模拟装置，其特征在于：所述第一供液管路（44）、第二供液管路（45）和末端管路（13）采用管径20mm的硅胶管制成。
9.主动脉老化对血管生物力学影响的模拟方法，其特征在于：具体步骤如下，s1将主动脉试样上下两端分别固定至上夹持部（11）和下夹持部（12）内，通过密封罐（41）压进实验液体，使整个模拟装置充满所需实验液体，排空空气，关闭末端管路（13）上的阀门（14）；再通过密封罐（41）压入空气使管路内压力至实验压力范围中间值的基线压力，通过生物力学实验机（43）调试，使管路内压力值达到设定压力范围，进行实验，记录测量组件（3）探测到的数据；s2将主动脉试样的外周包裹试件约束组件（2），再连接到加载组件（1）中，沿试样轴向长度进行拉伸，拉伸至设定伸长率，在和步骤s1相同实验压力范围条件下进行实验，并记录测量组件（3）相应的数据；s3完成实验后，打开加载组件（1）中的末端管路（13）上的止水阀门14），卸载管路内的压力，排除管路内实验液体，更换主动脉试样，进行下一次实验。10.根据权利要求9所述的主动脉老化对血管生物力学影响的模拟方法，其特征在于：所述实验液体为蒸馏水、生理盐水、人工血液。

技术总结
本发明涉及一种主动脉老化对血管生物力学影响的模拟装置及方法。包括加载组件、试件约束组件、测量组件、压力调节组件和控制组件。本发明的加载组件可模拟老化过程中主动脉轴向拉伸率的逐渐减小的过程，且可以适应不同尺寸的主动脉试样；试件约束组件为主动脉试样提供径向约束；压力调节组件为整个闭环压力系统提供所需的实验液体以及可调节的压力；测量组件对管状弹性的主动脉试样中的压力、轴向力和外径进行实时监测；控制组件将整个实验过程中的实验数据进行采集以及提供实验过程中的可视化辅助调节控制。本模拟装置可模拟工况涵盖广泛，实验数据采集准确全面、重复性好，使用过程操作简单、安全可靠，具有较好的科研和临床应用价值。应用价值。应用价值。


技术研发人员：戴纪峰 程赫明 李根
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2022.08.18
技术公布日：2022/11/22