拟蠕动仿生输尿管支架测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种拟蠕动仿生输尿管支架测试系统，包括环柱型驱动器、硅胶软管、气压泵、球形储液器、外置储液器和智能终控设备。所述测试系统中两个球形储液器及定制的硅胶软管可以完全仿制于肾盂

【技术实现步骤摘要】
拟蠕动仿生输尿管支架测试系统


[0001]本专利技术属于医疗器械
，具体涉及一种拟蠕动仿生输尿管支架测试系统。
技术背景
[0002]随着生活水平提高和老龄化社会的来临，泌尿系统相关疾病的发病率与日俱增。输尿管支架广泛用于术后扩张输尿管以协助排尿。但目前多数商业输尿管支架仍有许多问题：现有的输尿管支架按材质可划分为两类，分别是金属支架和高分子材料支架，其中金属支架支撑力强，结石及感染率低，但强的力学特性会严重磨损周围组织；高分子材料的输尿管支架，其韧性较好，可轻松微创植入，但往往存在结构支撑力不足的问题，其表面也容易黏附细菌引起感染。随着材料技术的发展，大量可降解支架也已投入应用。可降解支架能够减轻支架二次取出的痛苦，但支架的降解会引起其力学特性的迅速降低，如设计不当会严重影响支架的使用性能。因此，无论对于任何材质的输尿管支架，通过体外模拟实验，获取其力学性能、结构特征变化等相关数据，均有助于设计良好的支架产品。
[0003]输尿管支架的体外测试十分重要，目前主流实验中通常是采用浸泡和液体灌流法来模拟支架所处的液体环境。可是现实中，人体输尿管的尿液运输并不是静止或灌流的方式。根据文献报道，尿液的运输是依靠输尿管管壁平滑肌的蠕动来分段推动液体从肾盂到达膀胱的，但其中来源于周围管壁的力学因素在现阶段的研究中往往被忽略。因此，目前多数研究中的体外测试无法很好的模拟输尿管支架在体内的环境。因此临床科研亟需一种模拟蠕动的输尿管支架测试系统来进行支架的体外模拟测试。

技术实现思路

[0004]本申请解决的是现有技术缺少能够模拟蠕动的输尿管支架的体外支架测试装置的技术问题，进而提供一种拟蠕动仿生输尿管支架测试系统。
[0005]本申请解决上述技术问题采用的技术方案为：
[0006]一种拟蠕动仿生输尿管支架测试系统，包括：两个球形储液器；硅胶软管，位于所述两个球形储液器之间，所述硅胶软管的两端分别与两个所述球形储液器相连通；环柱型驱动器，在所述环柱型驱动器的一侧安装有活塞装置，在所述活塞装置上设置有蠕动模拟加载器，所述环柱型驱动器由所述活塞装置带动进行往复运动；外置储液器，通过循环管道与两个所述球形储液器相连通，所述外置储液器、循环管道、两个所述球形储液器及硅胶软管形成一个循环流体通路，在所述循环流体通路上设置有流体输送装置。
[0007]所述蠕动模拟加载器采用围绕所述硅胶软管设置的环形气囊，所述环形气囊的外侧壁采用硬质材质，充气时所述环形气囊向内均匀膨胀。
[0008]所述蠕动模拟加载器包括围绕所述硅胶软管设置的环形外壳，在所述环形外壳的环形内侧设置有多个伸缩加载压头，在所述环形外壳内部设置有伸缩驱动电机，所述伸缩驱动电机带动所述伸缩加载压头实现伸缩动作。
[0009]还包括蠕动加载控制中枢，用于控制所述蠕动模拟加载器；蠕动加载控制中枢通
过控制所述伸缩驱动电机的动作，控制所述伸缩加载压头对硅胶软管施加的压力大小与动作周期。
[0010]所述环柱型驱动器采用气动的环形驱动仓，所述环形驱动仓环绕所述硅胶软管设置，所述活塞装置密闭安装在所述环形驱动仓的一侧；与所述环形驱动仓连通设置有气动装置。
[0011]所述硅胶软管通过3D建模和打印技术制造，模拟人体输尿管的形态定制。
[0012]所述活塞装置设置为环柱形，在所述环柱型装置的侧壁上设置有空隙。
[0013]在所述外置储液器内安装有理化性质传感器。
[0014]还包括固定支架，所述两个球形储液器在所述固定支架上的安装位置可调节。
[0015]在所述硅胶软管的外表面涂有硅油以减少横向滑动摩擦力。
[0016]本专利技术所述的拟蠕动仿生输尿管支架测试系统的优点在于：
[0017]本专利技术所述的拟蠕动仿生输尿管支架测试系统，本专利技术所述的新型拟蠕动仿生输尿管支架测试系统，适用于临床输尿管支架成品体外测试；并适用于单J管、双J管等不同形态，高分子、金属等不同材料，不同体态和不同测试周期的体外支架测试。本专利技术通过环柱型驱动器带动活塞运动，利用活塞装置上的蠕动模拟加载器对硅胶软管施压，模拟了正常输尿管平滑肌的蠕动送尿过程，可提供更贴合实际的体外模拟测试条件。作为优选的实施方式，所述蠕动模拟加载器包括围绕所述硅胶软管设置的环形外壳，在所述环形外壳的环形内侧设置有多个伸缩加载压头，在所述环形外壳内部设置有伸缩驱动电机，所述伸缩驱动电机带动所述伸缩加载压头实现伸缩动作，所述的蠕动模拟加载器通过改变压头伸缩的长度给予内部硅胶软管以压力，形成力学加载；并且通过活塞的拉动，实现单向蠕动推动硅胶软管内部的液体向一侧运动。通过利用蠕动模拟加载器/环柱型驱动器的动作循环，可以实现单向周期性力学加载。同时，依靠外置储液器来控制液体的补充实现整体的液体循环流动。
[0018]本专利技术通过调整蠕动模拟加载器/环柱型驱动器的运动方式和周期，可以尽可能的模拟输尿管蠕动输尿的力学大小和状态，从而可用于评测不同设计的输尿管支架在体内条件下的形态特征、力学特征和降解特征等多种指标。
[0019]同时，本专利技术在两侧球形储液器的设计上考虑到现有的双J管支架的形态特征。所述的两球形储液器可以更好的模拟实际尿液运输过程，即肾盂
‑
输尿管
‑
膀胱，也可以更好的放置多种形态的输尿管支架。通过调节两个球形储液器在固定支架上的相对位置，可以满足实际测试需要；用于模拟病患在站立、躺卧等不同身姿的测试。
[0020]本专利技术所述的拟蠕动仿生输尿管支架测试系统，通过外置储液器内的传感器，可以实时观测液体的理化性质的改变。通过添加不同配方的循环测试液，可以模拟不同病症病人，如糖尿病，蛋白尿病症病人的体内支架植入测试；同时也可以检测到体内支架可能对尿液所产生的影响。
[0021]为使本专利技术所述的拟蠕动仿生输尿管支架测试系统的技术方案更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步说明。
附图说明
[0022]如图1所示为本专利技术所述的拟蠕动仿生输尿管支架测试系统的横向剖面示意图；
[0023]如图2所示为本专利技术所述的外置储液器的俯视图；
[0024]如图3所示为本专利技术所述的拟蠕动仿生输尿管支架测试系统在球形储液器处于立式状态下的结构整体示意图；
[0025]如图4所示为本专利技术所述的设置有伸缩加载压头的环柱型蠕动加载器的结构示意图；
[0026]其中，附图标记为：
[0027]1‑
球形储液器；2
‑
硅胶软管；3
‑
蠕动模拟加载器；31
‑
环形外壳；32
‑
伸缩加载压头；33
‑
伸缩驱动电机；4
‑
环柱型驱动器；41
‑
活塞装置；5
‑
负压机；6
‑
第二气压泵；7
‑
外置储液器；71
‑
理化性质传感器；72
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拟蠕动仿生输尿管支架测试系统，其特征在于，包括：两个球形储液器；硅胶软管，位于所述两个球形储液器之间，所述硅胶软管的两端分别与两个所述球形储液器相连通；环柱型驱动器，在所述环柱型驱动器的一侧安装有活塞装置，在所述活塞装置上设置有蠕动模拟加载器，所述环柱型驱动器由所述活塞装置带动进行往复运动；外置储液器，通过循环管道与两个所述球形储液器相连通，所述外置储液器、循环管道、两个所述球形储液器及硅胶软管形成一个循环流体通路，在所述循环流体通路上设置有流体输送装置。2.根据权利要求1所述的拟蠕动仿生输尿管支架测试系统，其特征在于，所述蠕动模拟加载器采用围绕所述硅胶软管设置的环形气囊，所述环形气囊的外侧壁采用硬质材质，充气时所述环形气囊向内均匀膨胀。3.根据权利要求1所述的拟蠕动仿生输尿管支架测试系统，其特征在于，所述蠕动模拟加载器包括围绕所述硅胶软管设置的环形外壳，在所述环形外壳的环形内侧设置有多个伸缩加载压头，在所述环形外壳内部设置有伸缩驱动电机，所述伸缩驱动电机带动所述伸缩加载压头实现伸缩动作。4.根据权利要求3所述的拟蠕动仿生输尿管支架测试系统，其特征在于，还包括蠕动加载控制中枢，用于控制所述蠕动模拟加载器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊瑜波，张扬，王丽珍，朱琳，康巍，冯文韬，高元明，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：