国产新型叶轮泵的体外测试

在体外模拟测试台上测试新型国产叶轮泵的血流动力学特性，以便指导动物实验乃至临床应用。在一定的前负荷下，通过改变叶轮泵流入道，流出道内径及后负荷，测定在７５％的满负荷工作条件下泵的入口压、泵压、泵流量及相关血流动力学参数。结果表明：当所有管道内径为８ｍｍ，平均后负荷６０ｍｍＨｇ（１ｍｍＨｇ＝０．１３３ｋＰａ）时，泵流量为５．３２Ｌ／ｍｉｎ。后负荷９０ｍｍＨｇ时，用临床常用内径管道测试，泵流量大于１．     

血液机械损伤体外模拟剪切装置研究进展

近年来,由于饮食环境及社会老龄化等多方面因素,心血管患者越来越多,且在中低收入国家的发病率呈上升趋势。机械循环辅助装置(MCSDs)可辅助或替代人体天然器官的泵血及氧合功能,是挽救终末期心衰患者生命的重要治疗手段,临床需求十分迫切。但在中长期临床应用中,MCSDs中非生理性流场引起的血液机械损伤已成为其发展的严峻挑战。研究人员已开发多种体外模拟血液机械损伤的血液剪切装置(BSDs)来研究血液机械损伤,但其损伤机理到目前为止尚未得到很好的阐释。回顾具代表性的锥板型和环形库特流血液剪切装置及其优缺点,对目前主流的环形库特流血液剪切装置进行了较为详尽的阐述和对比分析,讨论装置中影响实验结果的重要因素,从间隙精度、流道设计、密封及支撑方式、温度控制等方面对血液机械损伤体外模拟剪切装置的发展提出展望。     

生物软组织力学特性二维动态测试系统的研究

本文简述了生物软组织力学特性二维动态测试系统的设计。通过测量作用在软组织上的外力及软组织的形变,反映软组织力学特性。并以兔子腹部皮肤为对象,用本测试系统测量其滞后、松驰、蠕变特性,验证了本系统的可行性。     

骨科缝合线体外力学行为评价及测试装置

骨科缝合线是肌腱、韧带修复手术中非常重要的医疗器械之一,其性能尤其是力学性能,对于修复的成败影响很大。通过检索国内外骨科缝合线方面的文献,首先总结临床上常用的骨科缝合线,包括可吸收和非可吸收缝合线,以非可吸收缝合线为主。然后,针对骨科缝合线使用部位的特殊性,重点综述骨科缝合线体外力学性能测试与评价方法 ,主要涉及缝合线本身、缝合线与组织之间以及缝合线与锚钉之间的力学行为测试装置与评价方法 ,并分析不同装置或方法 的特点。由于缺乏统一的测试仪器与评价标准,目前尚难以对骨科缝合线的力学性能进行统一的评价比较。     

磁悬浮离心式心室辅助装置的体外溶血测试**

背景：心室辅助装置已广泛应用于心力衰竭患者的治疗。虽然有不同的血泵在国外应用于临床,却很少在国内应用,主要原因是其价格太高。因此在国内研制相对价格较低的能应用于临床的自主血泵迫在眉睫。 目的：测试置入式磁悬浮离心心室辅助装置主体血泵的溶血性能。 方法：通过计算流体力学方法,对磁悬浮离心式心室辅助装置主体血泵内部流场做初步分析。血泵在后负荷100 mm Hg     (1 mm Hg=0.133 kPa)、流量5 L/min 情况下,通过体外模拟血循环系统驱动羊血测试血泵体外溶血性能,计算血泵实际标准溶血指数NIH。 结果与结论：在设计工况下计算流体力学结果显示血泵内部流线平稳,整个流道内部壁面剪切力均在68.5 Pa以下,内部静压力分布均匀,过渡平稳,没有不良区域出现。体外溶血实验测得标准溶血指数NIH值为(0.075±0.017) mg/L。提示血泵驱动叶片及内部流道设计合理,同第3代血泵相比有较好溶血性能。血泵实验期间无不良状况发生,可以进行下一步长期的动物体内实验,进而评估血泵体内血流动力学性能和血泵置入对实验动物脏器的影响。     

新型生物可吸收房间隔缺损封堵器的体外性能测试

目的对自制聚左旋乳酸(poly-L-lactic acid,PLLA)房间隔缺损封堵器进行材料及其相关性能的体外测试,为该封堵器的动物实验提供依据。方法采用生物可吸收PLLA单丝网编织成双盘状封堵器框架,两盘及腰部都缝有阻流膜,两盘各缝两个铂铱点作为标记。采用PLLA单丝拉伸性能测试、PLLA丝体外降解实验、PLLA封堵器主要尺寸测试、稳定性测试、入鞘力测试、栓头焊接强度测试、鞘管推送力测试及封堵器XA射线下可视性测试研究其体外性能。结果 PLLA房间隔缺损封堵器的体外性能测试均符合封堵器要求,在磷酸盐缓冲液(PBS)模拟人体内环境1月后,PLLA分子量下降至初始值的93.5%,2个月后下降至89.3%,至3个月时下降至78.9%。结论 PLLA房间隔封堵器体外性能测试良好,具有可降解性,可进行下一步的动物实验研究。     

新型体外细胞加压培养装置的构建及应用

目的:设计一种新型简易细胞加压培养装置模拟在体外培养条件下对细胞施加流体静压,为进一步研究恒定流体静压条件下体外细胞变化打下基础。方法:装置包括压力培养罐、微压传感器、可编程序控制器以及微型气泵。通过在可编程序控制器上编写控制程序来控制微型气泵的运行,进而调节培养罐内的气体压力,从而控制细胞受到的流体静压。结果:装置的压力加载范围为0～120 mmHg,波动幅度为±2 mmHg。可将常规细胞培养板及培养瓶平稳放置在压力培养罐中并施加预设的流体静压。结论:该装置具有良好的准确性与可靠性,可用于在体外研究恒定流体静压下细胞变化。     

一种新型机械应变细胞加载装置的研制

目的研究开发一套具有自主知识产权的数控机械应变细胞加载装置,为细胞力学研究提供必要的研究手段。方法加载装置基于圆形基底形变技术,采用数字式测控系统和基于PC机平台的专用软件,实现对体外培养细胞加载牵张应变。采用MTT比色实验检测人牙周膜细胞在弹性硅橡胶细胞培养膜上的附着生长能力。采用该装置对体外培养人牙周膜细胞加载1%、10%、20%拉伸应变0.5、1和24 h,倒置相差显微镜观察细胞形态、排列的变化。结果数控机械应变细胞加载装置可对体外培养细胞加载不同强度、频率和时间的拉伸应变,具有输出应变范围大、精度高、操作方便、显示直观等优点。硅橡胶膜和对照细胞培养板接种细胞1、2、4、7、8 d后,MTT比色实验光吸收值之间无统计学差异(P>0.05),显示弹性硅橡胶膜具有良好的细胞附着生长能力。人牙周膜细胞加载10%、20%拉伸应变24 h后,细胞形态、排列发生改变,胞体呈长梭形,并成栅栏状平行排列,细胞长轴垂直于拉伸应变方向。结论数控机械应变细胞加载装置可有效地对体外培养细胞加载动态机械拉伸应变,为体外细胞力学研究提供了必要的研究手段。     

皮肤的绵羊胶原在体外降解中的机械特性变化

皮肤的绵羊胶原在体外降解中的机械特性变化［英］／Ｄａｍｉｎｋ…／／ＪＢｉｏｍｅｄＭａｔｅｒＲｅｓ．—１９９５，２９．—１３９基础的胶原材料，因具有生物相容性好，免疫反应低和机械特性好，有可能在外科中作不同的应用。本研究用非交链和交链的皮肤绵羊胶原（Ｄ...     

轴流泵式全人工心脏的体外测试及对负荷反应特性

目的 在体外模拟循环台测试轴流泵式全人工心脏的基本负荷反应特性,为探索生理性控制方案提供基础。方法 轴流泵式全人工心脏样机采用2个轴流泵共同设置在刚性外壳中,直径65 mm,长度70 mm。于模拟循环台上串联连接组成全人工心脏的2个轴流泵,在外周动脉和肺动脉阻力不变的条件下观测前、后负荷变化对心脏输出量的影响。结果 在前负荷固定不变的条件下,增加后负荷时心脏输出流量逐步下降,增大泵转速可对抗后负荷对输出量的抑制,泵转速设定为右心泵8 500 r/min、左心泵11 000 r/min时,心脏输出压力为13.3 kPa（100 mmHg）和输出量6 L/min。当后负荷增大到26.7 kPa（200 mmHg）时心输出量下降为0 L/min。在后负荷固定不变的条件下,前负荷的增加不导致心脏输出量明显改变。设定左心泵转速为11 000 r/min、右心泵转速8 500 r/min时前负荷由0.27 kPa（2 mmHg）增加到1.87 kPa（14 mmHg）,流量基本维持在7 L/min。结论 轴流泵式全人工心脏对后负荷增加表现出明显的流量抑制趋势,此趋势可通过调节泵转速改善。轴流泵式全人工心脏对前负荷反应不明显,有别于自然心脏,其机制及调节意义尚待进一步研究。     

生物软组织力学特性的研究进展

本文对生物软组织力学本构关系的研究进展进行了综述,内容涉及肌肉、韧带、肌腱、皮肤、粘膜、血管、腔体器官(如眼球)等领域.     

一种新型干性生物瓣膜耐久性能体外测试及评价

随着生物技术的发展,近年来出现了通过覆盖钙结合位点的牛心包处理技术,并以此为瓣叶材料制备出干性生物瓣膜。由于干性生物瓣膜临床应用时间短,尚缺少长期耐久性数据。本研究采用体外加速方法,对一种干性生物瓣膜耐久性能进行测试及评价。选取23和32 mm这两个规格干性生物瓣膜进行体外耐久性能测试。通过瓣膜脉动流实验、瓣叶热力学分析和显微镜下胶原纤维观察,对其耐久性能进行评价。经过2亿次循环(模拟临床使用5年),干性生物瓣膜流体力学性能无明显变化,其中23 mm规格干性生物瓣膜平均跨瓣压差有所升高,但仍处于同规格生物瓣膜较低水平;32 mm规格干性生物瓣膜平均跨瓣压差几乎没有变化。有效瓣口面积基本一致,返流百分比无明显变化,说明干性生物瓣膜未发生明显的狭窄和返流,能量损失无明显变化,说明瓣膜的效能无明显降低。瓣叶材料的热力学变性温度由96.6℃降至91.2℃;在双光子共聚焦显微镜下观察,同样测试条件下亮度变暗,但胶原纤维形状未发生变化,仍是卷曲的立体结构,说明胶原纤维含量降低,化学键部分丢失,与热变性温度表现一致。干性生物瓣膜耐久性能实验后,微观结构发生一定变化,但仍具有良好的流体力学性能。     

体外细胞培养装置研究进展

细胞培养装置是从细胞水平进行医学研究和生命科学研究的基本物质保障.随着科学技术的进步以及相关领域的深入研究,细胞培养装置获得了长足的发展,人们根据科研和临床需要设计了形形色色的细胞培养装置,形成了多种系统和体系.主要介绍了体外细胞培养装置的发展历程及现状,并对其未来可能的发展趋势进行了一定的讨论和探究.     

人工心脏瓣膜体外测试系统设计

人工心脏瓣膜血流动力学性能测试是瓣膜评价的重要手段和必要过程,瓣膜体外测试系统是瓣膜研究和性能评价必不可少的工具。在分析人体心血管结构和瓣膜测试原理的基础上,研制了一套可满足瓣膜功能测试需求的体外测试系统,该系统主要由模拟循环系统和测控系统组成。基于LabVIEW开发了上位机测控软件,上位机软件通过多功能数据采集卡与模拟循环系统通信,进行控制和数据采集。该测试系统操作简单,功能丰富,实时性好,具有良好的应用前景。     

国产新型腰椎棘突间撑开器体外生物力学测试及有限元分析

文题释义： 三维有限元分析：运用计算机三维模型,从结构、形态、弹性模量上模拟人体腰椎屈伸、侧弯、轴向旋转活动,通过应力云图直观显示在不同位置棘突间撑开器、椎体植入节段及临近节段的应力分布及腰椎活动度等情况。有限元分析只是一种模拟实验,因此其对该装置的评价需要结合动物实验和临床观察,才能更接近实际。 体外生物力学：是应用力学原理和方法对生物体中力学问题定量研究的生物物理学分支。随着生物力学在医学领域的不断发展,运用生物力学来检测新设计的脊柱内固定器械的生物特性已成为一项必经程序。体外生物力学实验试件通常选择的是内固定器械与实验标本共同组成的标本单元。采用此形式对测试物体进行脊柱屈伸、侧弯和侧旋等生理载荷模式下的力学测试,可更加精确、方便和准确地获得内固定器械特性参数,与三维有限元分析相辅相成。 背景：腰椎棘突间撑开器非融合系统为腰椎退行性疾病提供了一种新的治疗选择。但目前国内临床对于腰椎棘突间撑开系统的应用及研究严重不足,对于适用于国人的国产化腰椎棘突间撑开器更是鲜有报道。 目的：通过人体腰椎三维有限元分析技术和山羊腰椎体外生物力学实验分析国产新型棘突间撑开器生物力学特点,验证新型腰椎棘突间撑开器的科学性和有效性。 方法：①国产新型腰椎棘突间撑开器有限元分析：通过正常成人腰椎CT资料建立L₂-L₅椎体三维模型,随后依次建立国产新型腰椎棘突间撑开器模型、国产新型腰椎棘突间撑开器腰椎非融合系统模型,赋予腰椎生理情况下的力学条件,对新型撑开器植入前后进行生物力学分析;②国产新型腰椎棘突间撑开器体外生物力学分析：获取24只成年雄性山羊腰椎(L₁-L₅),在L_3-4棘突间植入国产新型腰椎棘突间撑开器,撑开器植入前后检测腰椎标本前屈、后伸、侧弯、旋转状态下的腰椎活动度与椎间盘压力。 结果与结论：①在撑开器植入后,责任节段后伸时活动范围及椎间盘压力减小,相邻节段活动度和椎间盘压力几乎不受影响,从理论上验证了腰椎棘突间撑开器可以为腰椎退行性疾病的治疗提供了生物力学依据,为预防临椎病贡献了理论参考。②在后伸状态下,L_3-4椎体植入撑开器后的椎体活动度明显小于植入前(P < 0.05),L_2-3、L_4-5椎体植入撑开器后的椎体活动度与植入前比较差异无显著性意义(P > 0.05);在前屈、侧弯、旋转状态下,L_2-3、L_3-4、L_4-5椎体植入撑开器后的椎体活动度与植入前比较差异均无显著性意义(P > 0.05)。在后伸状态下,L_3-4椎体植入撑开器后的椎间盘压力明显小于植入前(P < 0.05),L_2-3、L_4-5椎体植入撑开器后的椎间盘压力与植入前比较差异无显著性意义(P > 0.05);在前屈、侧弯、旋转状态下,L_2-3、L_3-4、L_4-5椎体植入撑开器后的椎间盘压力与植入前比较差异均无显著性意义(P > 0.05)。③结果表明,国产新型腰椎棘突间撑开器的科学性和有效性均从三维有限元分析和体外动物腰椎标本实验得到了有力验证,为国产新型棘突间撑开器的活体动物实验、临床实验、临床应用以及临床生产提供了有力的依据。 ORCID: 0000-0001-6432-9794(王宝东) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

内皮细胞应力测试装置

目的 通过研制“内皮细胞应力测试装置”，为研究血流动力学环境对人工培养的内皮细胞生物学特性的影响提供实验平台。方法 应用流体力学及血流动力学理论与分析方法，制作了“内皮细胞应力测试装置”。结果 本装置可以精确调控正常生理水平和超生理水平下的切应力值、正应力值、以及脉动波幅和脉动频率。结论 本装置能模拟与人体生理状况较一致的血流动力学环境。     

左心辅助泵体外测试的研究

制定系统、全面地评价连续流动式左心辅助泵的体外评价体系,研制用于轴流血泵体外测试的试验台,制定试验方法,使之稳定可靠地评价轴流血泵的设计与加工是否满足性能要求,指导动物实验与临床应用。根据连续流动式左心辅助泵的设计、制造和临床要求制定体外评价内容,按照评价内容设计制作适合于轴流式左心辅助泵结构特点的流体性能试验台、耐压试验台、寿命试验台和溶血试验台。实验分析结果显示,所制定的体外评价体系的评价内容全面,能比较完备地评价连续流动式左心辅助泵,并具有较高的精度与可靠性。     

ECG装置的频率响应的测试

通常仪器的频率响应特性是由放大器增益与频率的关系来确定的,但这种方法只规定了幅值响应却忽略了滤波时间的漂移与相位响应。此外,尽管对相位响应来说用低频测试是一个非常有用的方法,而标准的要求仍基于幅值响应。日后的目标是建立一套测试方法与条件的国际标准,同时还强调需要有一种容易对目前FCG波形响应的测试结果作出说明,从而使临床工作者能对仪器性能作出正确的评价方法。本文正是为寻求一种测试ECG仪器频响的方法。对低频响应的测试来说,首先要找到一个对幅值和相位都有意义的测试信号的频谱范     

发展一种新的经皮植入软组织装置

本文评价了新型经皮植入软组织的装置。其植入物凸于皮下部份由钛酸盐溶结物纤维网制造,在其组织和植入的界面具有稳定性;另一特点是能穿透皮肤与组织界面。钛酸盐溶结物纤维网眼经皮下部份大约为3×4cm,纤维直径为50um,其多孔     

植入式装置与体外程控装置数据交换技术的进展

植入式诊断治疗装置在现代医学中获得了广泛应用。通过体外装置的程控，实现对植入装置的参数设置；遥测得所的信息，一方面成为临床诊断和治疗的依据，一方面可调整需要程控的参数，使植入装置处于所需的状态。本概述了植入式装置与体外程控装置之间的数据交换技术的发展。