一种分析脉动血流对流体中物质作用的体外装置及系统制造方法及图纸

一种分析脉动血流对流体中物质作用的体外装置及系统，属血流动力学和生物力学技术领域。基于流体力学原理，利用拓扑优化方法设计装置流道形状，使流道中轴线上流速的空间分布波形与血流波形相似。当物质循环流动通过装置流道时，物质周围流体流速动态变化，将流道中空间变化的流速波形转化为物质感受到的随时间变化的波形，实现对脉动血流环境的模拟，并探究流速波形影响细胞和药物大分子的规律和机理。通过调整流道边界形状，灵活实现对不同生理和病理条件下血流脉动波形的体外模拟，极大降低对流动泵和循环系统元件精度的要求，且装置加工成本低廉、可观测性好，有望为心血管疾病的研究和血液中药物运载体的设计提供便捷高效的实验装置和平台。捷高效的实验装置和平台。捷高效的实验装置和平台。

【技术实现步骤摘要】
一种分析脉动血流对流体中物质作用的体外装置及系统


[0001]本专利技术属于血流动力学和生物力学
，是基于流体力学原理通过体外装置模拟复杂的脉动血流环境，并研究流速波形对流体中的悬浮细胞(如血细胞和肿瘤细胞)、血管壁细胞以及药物大分子的影响。

技术介绍

[0002]人体内血流环境是动态和复杂多变的，在一个心动周期内，动脉血流速度随着心室的收缩和舒张进行波动；心室收缩时血流加快，达到几十厘米每秒的流速峰值，然后流速逐渐减慢；在心缩后期，流速达到第二个峰值；之后心室舒张，流速降低至第一个谷值；在血管的弹性效应作用下，降低至谷值的流速发生反弹，恢复至略低于第二个峰值的流速，然后持续降低直至整个心动周期中的最小流速值；在此之后心室重新开始收缩，进入下一个心动周期。血流速度的峰值、谷值以及心室的收缩和舒张时间受到不同生理和健康状态的影响。例如，女性的第一个心缩峰值通常略低于男性，而第二个心缩峰值和两个流速谷值都高于男性。
[0003]动态变化的血流环境对其中的细胞和大分子物质(如药物颗粒)产生剪切力，进而影响细胞的性质和状态以及药物的释放规本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分析脉动血流对流体中物质作用的体外装置，其特征在于，所述的体外装置(1)包括鞘流入口(1
‑
1)、物质入口(1
‑
2)、血流脉动波形生成通道(1
‑
3)以及流体出口(1
‑
4)；两个鞘流入口(1
‑
1)分别通过两条鞘流通道与血流脉动波形生成通道(1
‑
3)始端相连；物质入口(1
‑
2)位于两个鞘流入口(1
‑
1)之间，并通过注入通道与血流脉动波形生成通道(1
‑
3)始端相连；血流脉动波形生成通道(1
‑
3)的末端设置流体出口(1
‑
4)。2.根据权利要求1所述的一种分析脉动血流对流体中物质作用的体外装置，其特征在于，所述的分析脉动血流作用的体外装置用于研究脉动血流向其中的物质以及血管壁细胞施加的周期性变化剪切力的作用；具体来说，通过改变血流脉动波形生成通道(1
‑
3)的边界形状使流道中轴线上流速的空间分布情况与动脉中一个脉动周期内的血流波形相同，当脉动血流中的物质沿中轴线通过血流脉动波形生成通道(1
‑
3)时，不均匀分布的流速使物质受到流体产生的剪切力随时间动态变化，且变化情况与血流脉动波形相同，从而实现模拟脉动血流环境中物质的受力；通过调整血流脉动波形生成通道(1
‑
3)的边界形状，能够模拟受生理和病理条件影响而产生的不同血流脉动波形，并研究不同波形影响物质性质和状态的规律与机理。3.根据权利要求1或2所述的一种分析脉动血流对流体中物质作用的体外装置，其特征在于，设血流脉动波形生成通道(1
‑
3)的长和宽方向分别为x方向和y方向，高度方向为z方向，在x
‑
y横截面上，若所模拟的血流流速波形为u0，则血...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柯洁，覃开蓉，周荣信，杨治东，杨庆陆，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：