模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统技术方案

本发明专利技术公开一种模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统，包括平行平板流动腔、摆动组件和振动组件；摆动组件包括换位机构、顶升机构、连接支架、摆动回转机构和曲柄连杆机构；振动组件包括振动支撑架、顶推底板和凸轮回转机构；在连接支架的底部四角位置分别设有一个振动导向柱，在顶推底板和振动支撑架上与振动导向柱对应的位置分别设有适配的固定套筒和活动套筒，振动导向柱从相应的活动套筒中穿过后与固定套筒套接并固定。该系统可用于单独或联合模拟出振动及摆动环境，即能有效模拟支架植入后的血流环境中支架上的血小板粘附情况，为相关医学研究提供有益助力。为相关医学研究提供有益助力。为相关医学研究提供有益助力。

【技术实现步骤摘要】
模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统


[0001]本专利技术属于细胞生物力学实验装置
，具体涉及一种模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统，尤其涉及一种模拟振动及摆动环境的平行平板流动腔系统。

技术介绍

[0002]相关研究表明，一切器官、组织、细胞等各个层次上的生物运动都是在一定的力学环境里面进行的。流体剪切力对细胞的影响是目前细胞生物学和细胞力学研究的一个重要课题，但由于人体内生理环境的复杂性，使得体外实验成为细胞力学研究的主要手段，其中平行平板流动腔是研究细胞在切应力作用下变化规律的主要装置之一。
[0003]平行平板流动腔是一个高度远小于横向宽度和纵向长度的扁平流动腔室，由不同高差的静水压提供恒定的剪切力，或由激活泵提供瞬态剪切力使流入管和流出管之间产生压差，使流动室内的细胞受到均匀或脉冲的剪切力作用，继而配合相关的光学仪器后可观察其内部的流体流动情况及细胞的受力情况。
[0004]近年来，心脑血管类的疾病发生率逐年上升，血管支架的应用也随之普及。随着血管支架技术的不断发展，各种新型裸支架、药物涂层支架不断出现，大大提高了动脉血管介入治疗的后期通畅率，但后期再堵塞的发生率远高于血管其它部位，基于此种情况的发生，迫切需要研究一种可以模拟支架术后的血流环境的平行平板流动腔，用于观察术后血小板在支架上的粘附情况以研究支架植入后再狭窄问题。但是现有的平行平板流动腔多用于研究细胞粘附特性，并不能很好地用于实际支架植入环境下的研究，模拟场景受限明显。同时，由于人体血管中在植入支架后的每一刻都处于运动状态，简单的静态模拟系统很难用于模拟支架植入后的血流环境中支架上的血小板粘附情况。
[0005]中国专利CN 103881899 A曾公开一种模拟振荡血流剪切应力环境的平行平板流动腔系统，通过改变电磁阀开关频率以及平行平板流动腔的后流动负荷大小和比例，在平行平板流动腔内部实现不同平均值、振荡幅度和振荡频率组合的振荡流环境，从而为培养在平行平板流动腔底部的血管内皮细胞施加不同特征的振荡剪切应力，进而定量分析振荡剪切应力定量调控离体贴壁细胞的生物学行为及其机制。不过该系统主要是解决了传统的机械式、叶片式脉动流发生泵的结构复杂、制作成本高、振荡流的控制过程困难的问题，仍然无法较为精确的模拟多种运动模式，因而还是有必要研究出一种能模拟多情态运动模式的平行平板流动腔实验装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术中的不足，公开一种模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统，通过对摆动组件和振动组件的控制，能有效模拟支架植入后的血流环境中支架上的血小板粘附情况。
[0007]本专利技术的技术方案为：一种模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系
统，包括依次设置的平行平板流动腔、摆动组件和振动组件；摆动组件包括换位机构、顶升机构、连接支架、摆动回转机构和曲柄连杆机构；换位机构固定设在顶升机构上方，包括腔体容置框和与其活动连接的铰接支架；顶升机构包括在连接支架两侧相对设置的主动顶升机构和被动顶升机构；主动顶升机构和被动顶升机构分别与腔体容置框的两端底面衔接设置，主动顶升机构与曲柄连杆机构传动连接；摆动回转机构设在连接支架上；振动组件包括振动支撑架、顶推底板和凸轮回转机构；在连接支架的底部四角位置分别设有一个振动导向柱，在顶推底板和振动支撑架上与振动导向柱对应的位置分别设有适配的固定套筒和活动套筒，振动导向柱从相应的活动套筒中穿过后与固定套筒套接并固定，在振动导向柱上且位于活动套筒和固定套筒间环套有振动弹簧。
[0008]进一步地，主动顶升机构包括第一滑槽、第一滑块和第一顶升杆，第一滑块滑动连接在第一滑槽内且可沿其纵向滑动，第一顶升杆的底部与第一滑块固定相接、顶部穿过第一滑槽上适配的活动孔后通过顶升头与腔体容置框的底面衔接设置，第一滑块外侧端与曲柄连杆机构的一端铰接连接。
[0009]进一步地，被动顶升机构包括第二滑槽、第二滑块和第二顶升杆，第二滑块滑动连接在第二滑槽内且可沿其纵向滑动，第二顶升杆的底部与第二滑块固定相接、顶部穿过第二滑槽上的适配的活动孔后通过顶升头与腔体容置框的底面衔接设置，在第二顶升杆上环套有复位弹簧，复位弹簧设在第二滑块顶面与第二滑槽的内腔顶面之间且复位弹簧两端分别与第二滑块顶面和第二滑槽内腔顶面固定相接。
[0010]进一步地，在腔体容置框内设有十字型凹槽，凹槽尺寸与平行平板流动腔的尺寸相适应。
[0011]进一步地，摆动回转机构包括摆动轴和连接在其上的摆动轴承，摆动轴的一端与曲柄连杆机构连接、另一端与外接电机连接，摆动轴承设在摆动轴承座内，摆动轴承座包括摆动上轴座和摆动下轴盖，摆动上轴座与连接支架底面固定相接，摆动下轴盖与摆动上轴座固定相接。
[0012]进一步地，振动支撑架固定在底板上，凸轮回转机构设在顶推底板下方，凸轮回转机构包括凸轮、振动轴承和凸轮轴，振动轴承连接在振动轴承座上，凸轮置于两个振动轴承间且键连接在凸轮轴上，振动轴承设在振动轴承座上的轴承盖中，振动轴承座固定在底板上，凸轮轴的一端键连接外接电机。
[0013]进一步地，在第二滑槽上设有驻停销孔，在第二滑块上与驻停销孔对应的位置也设有驻停孔，驻停插销顺次穿过第二滑槽和在第二滑块上的驻停销孔以及驻停孔后实现摆动组件的驻停。
[0014]进一步地，在凸轮轴与振动支撑架上对应设有销孔，当凸轮达到最大振动位置时，将振动插销顺次插入凸轮轴与振动支撑架上的销孔中，振动组件限位固定。
[0015]进一步地，平行平板流动腔包括通过顺次固定连接的上透视板、上平行板、下平行板和下透视板，上透视板和下透视板均由透明材料制成，上平行板和下平行板之间夹有压紧垫片，上透视板和上平行板的配合面间以及下平行板和下透视板的配合面间设有橡胶垫片；在上透视板上均布数个螺纹孔用以螺纹连接开槽无头轴位螺钉，在下平行板的两侧对应位置处分别设有一个流体入口和流体出口用于外接空心圆管，在上平行板和下平行板连接后两端形成的空腔内分别对称固定设有一组定位块，在定位块的外侧端设有连接导柱。
[0016]进一步地，在腔体容置框的四面外周框沿上分别设有三个连接凹槽，同一框沿上的中间位置处的连接凹槽用于空心圆管的穿行、两侧位置处的连接凹槽的设置位置与平行平板流动腔上连接导柱的设置位置和尺寸相适应。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]1、本申请公开的模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统，可用于单独或联合模拟振动及摆动环境，即能有效模拟支架植入后的血流环境中支架上的血小板粘附情况，模拟场景更为贴近真实情况，所获数据更为真实且更加具有代表性，可有效扩展平行平板流动腔的工作场景，为相关医学研究提供有益助力；
[0019]2、本申请公开的摆动组件和振动组件分别利用驻停插销和振动插销实现对相应组件的动停控制，该设计可提高处于非工作状态的相应组件的稳定性，也能保证处于工作状态的组件工作效果不受干扰；
[0020]3、腔体容置框内的十字凹槽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统，其特征在于，包括依次设置的平行平板流动腔、摆动组件和振动组件；摆动组件包括换位机构、顶升机构、连接支架、摆动回转机构和曲柄连杆机构；换位机构固定设在顶升机构上方，包括腔体容置框和与其活动连接的铰接支架；顶升机构包括在连接支架两侧相对设置的主动顶升机构和被动顶升机构；主动顶升机构和被动顶升机构分别与腔体容置框的两端底面衔接设置，主动顶升机构与曲柄连杆机构传动连接；摆动回转机构设在连接支架上；振动组件包括振动支撑架、顶推底板和凸轮回转机构；在连接支架的底部四角位置分别设有一个振动导向柱，在顶推底板和振动支撑架上与振动导向柱对应的位置分别设有适配的固定套筒和活动套筒，振动导向柱从相应的活动套筒中穿过后与固定套筒套接并固定，在振动导向柱上且位于活动套筒和固定套筒间环套有振动弹簧。2.如权利要求1所述的模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统，其特征在于，主动顶升机构包括第一滑槽、第一滑块和第一顶升杆，第一滑块滑动连接在第一滑槽内且可沿其纵向滑动，第一顶升杆的底部与第一滑块固定相接、顶部穿过第一滑槽上适配的活动孔后通过顶升头与腔体容置框的底面衔接设置，第一滑块外侧端与曲柄连杆机构的一端铰接连接。3.如权利要求1所述的模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统，其特征在于，被动顶升机构包括第二滑槽、第二滑块和第二顶升杆，第二滑块滑动连接在第二滑槽内且可沿其纵向滑动，第二顶升杆的底部与第二滑块固定相接、顶部穿过第二滑槽上的适配的活动孔后通过顶升头与腔体容置框的底面衔接设置，在第二顶升杆上环套有复位弹簧，复位弹簧设在第二滑块顶面与第二滑槽的内腔顶面之间且复位弹簧两端分别与第二滑块顶面和第二滑槽内腔顶面固定相接。4.如权利要求1所述的模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统，其特征在于，在腔体容置框内设有十字型凹槽，凹槽尺寸与平行平板流动腔的尺寸相适应。5.如权利要求1所述的模拟人体运动过程中血流环境的平行平板流动腔系统，其特征在于，摆动回转机构包括摆动轴和连接在其上的摆动轴承，摆动轴的一端与曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：范振敏，唐蒋冬，叶霞，姚湘星，张海翘，陈宇，
申请(专利权)人：江苏省中以产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：