[发明专利]用电子凸轮实现持续张应力及心肌桥周期性压迫模拟装置

说明书

一种用电子凸轮实现持续张应力及心肌桥周期性压迫模拟装置，包括：支架框，具有相互连接的四个侧壁、连接该四个侧壁的底板以及用于将两个相对设置的侧壁相连接的滑块和弯曲梁；压迫单元，设置在支架框上，包括设置在其他两个侧壁上的两个对向设置的侧壁伸缩组件；持续张应力单元，包括设置在底板上的竖直方向伸缩组件；以及驱动控制单元，与底部伸缩组件和两个侧壁伸缩组件分别连接并进行控制，其中，侧壁伸缩组件用于伸缩压迫冠状动脉硅胶管，底部伸缩组件用于提供对冠状动脉硅胶管持续向上的张应力，均包括伺服电机、与该伺服电机连接的电子凸轮、与该电子凸轮连接的伸缩杆以及与该伸缩杆相连的模拟心肌桥滑块和弯曲梁。

技术领域

本发明涉及医疗机械领域，具体涉及一种心肌桥的力学性能及持续提供张应力对内皮细胞的体外培养实验装置。

背景技术

现有的心肌桥冠状动脉模拟装置是通过直线步进电机给周期性脉冲信号，带动滑块做往复运动对模拟的弹性管腔做周期性压迫；四点梁弯曲装置是通过机械凸轮使弹性梁发生塑性形变提供持续的张应力。而且是单一的心肌桥压迫装置或张应力加载实验装置。

首先，现在的模拟心肌桥周期性压迫装置有以下不足：从结构上来说使用传统的凸轮压迫模拟的动脉血管是一种不均匀的压迫，不能做到像滑块一样对模拟血管周向均匀性压迫，其上述装置显然不符合真实的血液动力学环境。而现有技术也有通过滑块实现对血管均匀周期性压迫的，但大多都是采用步进电机，通过步进电机周期性正反转实现滑块的直线往复运动，这种技术最大的不足就是步进电机在较高频率下周期性正反转和较高转速的条件下容易产生机械振动，这对内皮细胞的培养会产生很大的影响，随着对步进电机脉冲频率的不断提高，这种不利的影响会更加明显，同时也限制了该装置力学测量范围。

其次，现有的两种典型的张应力装置有以下不足：一种四点梁弯曲法提供张应力，这种弯曲装置基本是一次性加载，而且必要条件下还要不断更换弯曲梁；另外一种是在密闭腔里通过改变空气压力来改变模拟血管所受到的张应力，但是密闭腔体容易产生泄露问题，而且实验装置也比较复杂，对实验结果也有一定的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明方案用电子凸轮将张应力加载装置和心肌桥模拟装置相结合，可以更好的模拟动脉血管在不同周向应力条件下，血液动力学对内皮细胞生长形态的影响。

一种持续的张应力加载及心肌桥周期性压迫模拟装置，用于对放入的冠状动脉硅胶管进行周期性压迫及内皮细胞持续张应力体外加载实验，其特征在于，包括：支架框，具有相互连接的四个侧壁、连接该四个侧壁的底板以及用于将两个相对设置的侧壁相连接的滑块和弯曲梁；压迫单元，用于对放入的冠状动脉硅胶管进行周期性伸缩压迫，设置在支架框上，包括设置在其他两个侧壁上的两个对向设置的侧壁伸缩组件；持续张应力单元，包括设置在底板上的竖直方向伸缩组件，用于对放入的冠状动脉硅胶管进行向上持续性的张应力；以及驱动控制单元，与底部伸缩组件和两个侧壁伸缩组件分别连接并进行控制，其中，侧壁伸缩组件用于伸缩压迫冠状动脉硅胶管，底部伸缩组件用于提供对冠状动脉硅胶管持续向上的张应力，两个侧壁伸缩组件和一个底部伸缩组件均包括伺服电机、与该伺服电机连接的电子凸轮、与该电子凸轮连接的伸缩杆以及与该伸缩杆相连的模拟心肌桥滑块和弯曲梁，该模拟心肌桥滑块和弯曲梁位于支架框内。

本发明提供的用电子凸轮实现持续张应力及心肌桥周期性压迫模拟装置，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，支架框还包括透明盖板，设置在四个侧壁的上部。

本发明提供的用电子凸轮实现持续张应力及心肌桥周期性压迫模拟装置，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，底部伸缩组件与弯曲梁设置在模拟血管下方的位置，左右的侧壁伸缩组件连接着滑块。

本发明提供的用电子凸轮实现持续张应力及心肌桥周期性压迫模拟装置，还可以具有这样的特征，其特征在于：两个侧壁伸缩组件的伺服电机设置在对应的侧壁的外表面，而底部伸缩组件的伺服电机设置在底板上且位于四个侧壁外的部位。