制造血管变形模型系统的方法技术方案

一种用于制造动脉瘤模拟系统（１）的方法，包括以下步骤：局部加热适于传导液体的第一中空体，该第一中空体的至少一个或多个局部区域由柔性的、可热塑变形材料制成。对至少一个所述局部区域进行局部加热，直到所述可热塑变形的材料软化为止。本发明专利技术还包括将所述第一中空体处于足够高的压力下以在所述加热区域处产生变形，由此所述变形的尺寸由所施加压力的持续时间和／或所施加压力的强度控制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造血管变形(尤其是动脉瘤和狭窄)模型系统的方法，以及根据该方法和它们在医学界的应用而制造的模型系统。
技术介绍
在现今社会中，最常见的死亡原因包括由于不健康的饮食习惯、压力和/或易患病的体质而导致的心血管系统疾病。在心血管疾病领域中，经常发现有先天或后天的血管变形，例如动脉瘤或局部血管窄缩(狭窄)。动脉瘤是在血管系统中形成的薄壁隆凸，特别是因为受感染的血管壁弱化而引起。可通过外科手术方法(例如，“动脉瘤夹”)或血管内技术来治疗该动脉瘤。动脉瘤的血管内治疗法涉及，通过血管系统引入栓塞动脉瘤所需的材料和将所述材料传送到待栓塞动脉瘤所在的点处。将所述材料(例如，在血液中硬化的聚合物，各种纤维或栓塞螺圈)放置在那里并将导管从血管系统中移除。另一治疗方法(例如，血管内镜置管vascular endoprostheses)是将支架(stent)放置在相应血管中的动脉瘤的分枝点上。如果成功那么该方法可使血液恢复的正常流动，同时可防止血液进入或限制血液流入动脉瘤中而使得在动脉瘤凝块中存在血液。如果认为有利，那么还可使用组织硬化材料(“组织粘合剂”)。所有这些方法的目的都是通过使形成的血栓愈合而稳定地栓塞动脉瘤。由于动脉瘤不但出现在大通道的区域内，而且也经常出现在难于接近的血管部分，例如头颅或大脑动脉中，因此将栓塞介质传送到目的地需要极高的技术。由于血管壁损伤、漂浮在血流中断裂的栓塞螺圈的碎片、从动脉瘤中冲出和进入血管系统中的栓塞材料或洗掉的血栓极有可能导致栓塞和组织梗塞，而在最糟糕的情况下栓塞和组织梗塞可导致病人的死亡，所以在传送导管或放置栓塞材料时造成的失误会给病人带来极大的危险。为了练习血管内操作和放置栓塞材料，已使用动脉瘤模型系统，该系统包括带有凸起部分的玻璃管系统；所述系统可充满液体。在将新的外科技术应用于动物或人之前，可使用该系统进行试验。此外，缺乏经验的外科医生可使用该系统来练习血管内治疗技术。该系统的缺点是所述玻璃管和在玻璃管中向外形成的凸起部分具有与自然血管和动脉瘤完全不同的特性。尤其是，所述玻璃管系统与血管的区别在于它缺乏弹性并具有更大的稳定性，由此即使将栓塞材料成功的放在玻璃管系统中，也不能确保该技术能实用并且不会给病人带来危险。所述模型系统的另一缺点是由于玻璃管和变形必须由人工吹制和手工形成，因此它非常昂贵。由树脂玻璃或硬塑性材料制成的低价格的无弹性的血管模型基本上具有相似的缺点。可比较的问题区域与狭窄血管部分的血管内治疗法相联系血管狭窄是先天或后天的血管收缩。后天血管狭窄的最常见原因是动脉粥样硬化血管变形，其特征为受感染的血管硬化、变厚和丧失弹性而最终导致血管容积的收缩。除了药物治疗方法外，还附加有血管内治疗技术，它主要将例如充气囊扩张或放置支架用作血管支撑元素以保持内腔开通，通常结合两种方法一起使用。由于已知的刚性系统仅在其实际模仿或复制体内的情况下才有些许用途，因此在这种情况下还需要模型系统以研制和试验合适的治疗方法。
技术实现思路
鉴于现有技术相关的缺点，因此本专利技术的目的是提供一种节省成本的血管变形模型系统，它比现有技术的模型系统能更好的仿制或复制血管和血管变形的特性。根据本专利技术，通过使用一种可实现所述目的，该方法包括以下步骤(a)局部加热适于引导液体的第一中空体，它的至少一个或多个局部区域由柔性、可热塑变形材料制成，对该一个或多个局部区域进行所述局部加热直到可热塑变形材料变软为止，以及(b)将所述中空体处于足够高的压力下以使得被加热区域产生变形，变形的大小和形状由所施加压力的持续时间和/或所施加压力的强度控制。通过使用本专利技术的方法而产生的变形，特别是，可用于再现血管壁的变形(如动脉瘤)或复制扩张的血管部分。因此，该方法可使其自身产生变形，例如该变形的壁厚从基底朝向穹顶大大减小，并且由于可热塑变形材料的柔性使得该变形的可撕裂性与动脉瘤更相似，而使用传统的模型系统则不能实现。此外，通过使用所述有创造性的方法可制造血管狭窄的模型；在这种情况下，该变形代表血管没有变化的部分，而中空体的未变形局部区域与狭窄血管部分相对应。与刚性的血管模型不同，根据本专利技术的方法制造的模型，不但可复制内腔尺寸的差别，而且可复制存在于狭窄和未狭窄血管区域之间的弹性的差别。为了复制血管狭窄，通常使用更软更柔性的塑性材料(其具有需要较少的施加力的更好的热塑性变形特性)以模仿扩张特性。由于可热塑变形材料的柔性致使可复制出血管系统的弹性，由此，与根据现有技术生成的惯用的人造系统相比，根据本专利技术制造的模型系统更能更准确地反映出存在于身体内的实际情况。例如，除了血管变形的外形之外，还可复制它们的弹性和易碎性，这样通过选择用于相关目的的材料和材料特性可模拟关于“生理”血管部分存在的差别。当变形已生成且热塑性材料冷却到比其软化点更低的温度，可立刻将根据本专利技术的模型系统充满液体并投入使用，例如试验或研究血管内治疗技术。然而，当为了储存目的而制造所述系统时，最好在根据本专利技术已完成制造后将第一中空体的空腔充满空气或惰性气体并且密封好，以保证不透气。以这种方式即使储存较长的时间(例如，持续几个月)所述变形也可保持稳定且保持它们的原始形状。在这种情况下，在将根据本专利技术制造的模型系统用于预期目的之前，可通过切断或打开封闭区域而将其打开。最好通过将充满加压气体的所述中空体的开口熔合或粘结在一起，以实现封闭。然而，能够使所生成变形的形状保持稳定的任何方法基本上都是可以接受的。如果至少将生成的变形和优选整个第一中空体设计为半透明或基本透明，那么也是合适的，由此，例如可从外部容易地看到试验的方法是否成功。在这种情况下第一中空体最好完全半透明，尤其是，基本透明以实现本专利技术所涉及的方法。因为与操作血管内导管相关的困难主要在于血管系统的易碎性和弹性，所以按照本专利技术的优选实施例整个第一中空体由柔性材料制成。该实施例提供了这样一个优点，即，不但变形所在的区域表现出与生物体中存在的非常相似的特性，而且中空体的其他局部区域也是如此。以这种方式，例如，在需要将微导管移向变形(例如，人造动脉瘤)位置处的学习血管内技术的阶段，可确定是否发生过度损伤操作。此外，通过使用完全柔性的第一中空体，制造的模型系统可模拟血液通过其中流动的血管的特性，例如“缓冲室(surge tank)效应”等。通过选择合适的泵送系统可生成如同生物体中实际发生的脉动的心脏舒缩液压。而且，根据本专利技术优选地将中空体放入透明胶体(例如，白明胶)或具有相似特性的塑性材料中。该实施例尤其适于模拟中空体中血管的自然悬浮和网状血管。根据另一优选实施例整个第一中空体由热塑性材料制成。该实施例非常节省成本并且允许在第一中空体内的任一期望位置处产生变形。在这种情况下优选的实施例是整个第一中空体由柔性、可热塑变形材料制成，另外该材料是透明的。基本地，可使用任何一种可不费力地处理的可热塑变形材料。尤其适合的可热塑变形材料是PVC(聚氯乙烯)、PUR(聚亚安酯)、PP(聚丙烯)或PE(聚乙烯)，这是因为它们也可柔性设计。PVC是特别优选的材料。通过选择材料和第一中空体壁厚的尺寸，本领域中技术人员可改变模型的弹性以模拟特定血管、网状血管结构或血管变形。优选地通过由热的液体(优选具有高沸点的亲脂性液体，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造血管变形模型系统（１）的方法，其特征在于以下步骤：ａ）局部加热适于传导液体的第一中空体，所述中空体的至少一个或多个局部区域由柔性的、可热塑变形材料制成，对至少一个局部区域进行所述局部加热，直到所述可热塑变形材料软化为止，以及 ｂ）将所述第一中空体处于足够高的压力下，从而导致在加热位置处产生变形，该变形的尺寸由所施加压力的持续时间和／或所施加压力的强度来控制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗里德黑尔姆布拉塞尔，
申请(专利权)人：弗里德黑尔姆布拉塞尔，
类型：发明
国别省市：DE[德国]