人造血管体外顺应性仿真测试仪器的改进及其实验研究

作     者：杜令洋 

作者单位：东华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王璐

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：人造血管 顺应性 脉冲压力波形 仿真 仪器 

摘      要：当人体内血管由于动脉硬化、血管瘤、血栓、血管老化或破损等原因而不能正常工作时,需要进行血管移植。目前国内研制的人造血管尚不能很好地满足临床使用要求,缺乏对人造血管生物力学性能的研究是限制我国人造血管产品开发的一个重要原因。顺应性作为一项重要的人造血管生物力学性能指标,其测试方法和测试手段,特别是体外仿真测试的研究在我国几乎是空白。因此本课题组在总结了国内外仅有的几种人造血管顺应性测试仪器的各自特点与不足后,自行开发了人造血管顺应性仿真测试仪器。 本论文的主要研究内容就是对该人造血管顺应性仿真测试仪器进行整体改进。该仪器可以模拟人体体内环境,特别是可以产生人体动脉脉冲压力波形,填补了国内空白。但新开发的仪器还不是非常完善,例如能够产生的人体动脉脉冲压力波形较单一,仅能稳定地模拟出一种人体动脉脉冲压力波形、测试软件不能任意地放大波形,导致实验人员无法在实验过程中实时检测外界因素对脉冲压力波形稳定性的影响、使用的人造血管试样内衬硅胶管壁太厚,且直径规格较单一,不能完全满足测试多种直径试样的需要。 针对此仪器存在的各种不足,对原人造血管顺应性仿真测试仪器做出了改进:第一,基于压力波形叠加原理,改变了管路设置及元部件,由“液-气叠加模式修改成了“液-液叠加模式的新型脉冲压力波形产生装置,成功模拟出了两种稳定的人体动脉脉冲压力波形;第二,开发了新型测试软件,克服了原软件的缺陷并添加了采样率等设置选项;第三,自制了厚度更小、顺应性更好、直径规格齐全的氨纶管作为人造血管试样内衬管,提高了试样夹持装置的性能。在对仪器改进后,通过实验对其测量误差和重现性进行了验证,证明改进后的仪器稳定性良好。另外,使用该仪器测试了不同人造血管试样的顺应性,总结了脉冲压力波形以及试样的材料与结构对人造血管试样顺应性测试结果的影响。 总之,本课题对原人造血管顺应性仿真测试仪器产生人体动脉脉冲压力波形的原理及软硬件均做出了明显改进,提高了仪器的整体性能。并且发现在不同脉冲压力波形条件下测得的试样顺应性存在较大差异,且试样本身的材料与结构对其顺应性有决定性影响。