專利名稱：一種離體器官恒壓灌流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種醫(yī)用灌流裝置，具體涉及一種離體器官恒壓灌流裝置。
背景技術(shù)：
離體器官灌流是醫(yī)學(xué)教學(xué)、科研、和臨床中常用的基本實(shí)驗(yàn)方法，營養(yǎng)物質(zhì)通過器官內(nèi)血管網(wǎng)持續(xù)灌流以維持離體器官存活并維持其生理功能，每個(gè)器官都需要一個(gè)相對穩(wěn)定的灌流壓，維持穩(wěn)定的灌流壓可減少器官、組織損傷，尤其是在腎移植、心臟移植、肝臟移植手術(shù)前供體器官運(yùn)送和手術(shù)準(zhǔn)備過程中；用人工模擬營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行某一離體器官恒壓灌流是研究血管活性物質(zhì)包括藥物作用及其機(jī)制的較好方法，也是探索特定臟器及其血管網(wǎng)生理、病理機(jī)制的常用方法，在灌流壓恒定的情況下，通過對流出液量、質(zhì)的分析可確定藥物或某內(nèi)源性物質(zhì)對血管或器官組織細(xì)胞的影響，如兔耳灌流、大鼠后肢灌流等。目前國內(nèi)、外市場上的一些恒壓、恒流灌流產(chǎn)品，有些雖配備蠕動(dòng)泵之類的恒速設(shè)施，但還是不能達(dá)到恒壓灌流，嚴(yán)格說來也做不到恒流(I=U/R)。這些產(chǎn)品一般配備極小的灌流液存儲(chǔ)器(如50mL注射器)，提示實(shí)驗(yàn)者通過分量多次添加灌流液，盡可能減小灌流壓的變化，這在醫(yī)用操作過程中必然會(huì)分散實(shí)驗(yàn)人員注意力，更不適用于灌流時(shí)間長，流速大的實(shí)驗(yàn)。國、內(nèi)外教學(xué)實(shí)驗(yàn)室目前使用的一種方法，是在密封的貯液瓶中插一細(xì)管，上口與大氣相通，下口深入灌流液，液體出口在瓶底，可保證灌流壓平穩(wěn)于細(xì)管下口與器官輸液管入口處之高度差。但這種裝置的缺點(diǎn)是無法實(shí)現(xiàn)向灌流液中通氧氣，用于兩棲類動(dòng)物器官灌流尚可，不能用于哺乳類動(dòng)物器官灌流。上世紀(jì)50年代我國學(xué)者曾設(shè)計(jì)出一恒壓灌流裝置:在密封的貯液瓶通過向灌流液中充氧(或混合氣體 )，使灌流液通過細(xì)管經(jīng)瓶口(開口朝上)流出，同時(shí)再插一根細(xì)管(細(xì)管2)，另有一個(gè)盛水銀的長試管，其中也插一細(xì)管(細(xì)管3)，細(xì)管3與細(xì)管2上口相連。將氣體輸入流速調(diào)整到使細(xì)管3中水銀全部排除，細(xì)管3深入水銀中的長度即灌流壓，這種裝置的構(gòu)造復(fù)雜，操作過程中容易出現(xiàn)水銀噴出或倒灌，因而未能普及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可通入氣體、具有恒壓調(diào)節(jié)功能、適用于多種動(dòng)物離體器官的恒壓灌流裝置。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):離體器官恒壓灌流裝置，包括貯液瓶，貯液瓶的瓶口處設(shè)有進(jìn)氣管和出氣管，貯液瓶底部側(cè)壁上還設(shè)有營養(yǎng)液流出管，貯液瓶下方設(shè)有承載貯液瓶的托盤，托盤的下方連接有彈性裝置，彈性裝置下方設(shè)有支撐架。所述的彈性裝置包括壓軸，壓軸的頂部與托盤底面固定連接，底部連接有壓簧，所述壓簧的外部還設(shè)有壓簧護(hù)殼。
當(dāng)貯液瓶中的營養(yǎng)液的減少時(shí)，壓簧發(fā)生形變，所述的貯液瓶中營養(yǎng)液的液面至壓簧護(hù)殼上沿的距離恒定。所述壓簧的倔強(qiáng)系數(shù)K為4.5 5.5mm/N,長度為20 50cm,外徑為5 8cm,滿足恒壓過程。所述壓簧的倔強(qiáng)系數(shù)K為4.92 5.08mm/N,長度為23.7 26.5cm,外徑為6.1
6.7cm。所述的支撐架包括鋼管和設(shè)置在鋼管內(nèi)能夠伸縮的鋼筋，鋼管的底部設(shè)有底座，鋼管壁上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)鋼筋伸縮高度的固定旋鈕，所述鋼筋固定連接在壓簧護(hù)殼的底部。所述壓軸和壓簧護(hù)殼均為PVC塑料管。所述的進(jìn)氣管上連接有供氣裝置。所述營養(yǎng)液流出管與蛇形管相連通，蛇形管連接加熱設(shè)備，所述的加熱設(shè)備為恒溫水浴鍋或加熱套。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:本發(fā)明的離體器官恒壓灌流裝置，根據(jù)胡克定律，綜合灌流營養(yǎng)液的比重、質(zhì)量等因素，計(jì)算得到壓簧的彈性形變量及倔強(qiáng)系數(shù)，從而設(shè)計(jì)出符合被灌流器官生理學(xué)灌流壓的恒壓灌流裝置，本發(fā)明的恒壓灌流裝置可以根據(jù)需求設(shè)計(jì)貯液瓶的容量，容量大的貯液瓶可以有效減少使用過程中 添加灌流液的次數(shù)，從而能夠保證灌流壓力恒定；同時(shí)，在裝有營養(yǎng)液的貯液瓶上方設(shè)置有進(jìn)氣管，可以通入所需的氧氣或混合氣體，解決了對哺乳動(dòng)物的離體器官進(jìn)行灌流的問題，通過性能試驗(yàn)測試，本裝置在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中灌流壓的變化率〈0.17%，恒壓效果明顯。本發(fā)明的恒壓灌流裝置結(jié)構(gòu)簡易，所需設(shè)備成本低廉，制作方法簡單，適用于多種動(dòng)物的離體臟器的恒壓灌流。


圖1為本發(fā)明的離體器官恒壓灌流裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為進(jìn)氣管；2為出氣管；3為貯液瓶；4為托盤；5為壓軸；6為營養(yǎng)液流出管；7為壓簧護(hù)殼；8為壓簧；9為支撐架；10為固定旋鈕。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。參見圖1，本發(fā)明的離體器官恒壓灌流裝置，包括貯液瓶3，在貯液瓶3的瓶口處設(shè)有進(jìn)氣管I和出氣管2，進(jìn)氣管I上連接供氣裝置，用于通入離體器官所需的氧氣或O2-CO2混合氣體，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量為I 2個(gè)氣泡/min ;在貯液瓶3底部的側(cè)壁上還設(shè)有營養(yǎng)液流出管6，貯液瓶3下方設(shè)有用于承載貯液瓶3的托盤4，托盤4的下方連接有彈性裝置，所述彈性裝置包括壓軸5，壓軸5的頂部與托盤4底面固連，壓軸底部連接有壓簧8，所述壓簧8的外部還設(shè)有壓簧護(hù)殼7，在彈性裝置下方設(shè)有支撐架9，支撐架9包括鋼管，和設(shè)置在鋼管內(nèi)能夠伸縮的鋼筋，鋼管的底部設(shè)有底座，鋼管壁上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)鋼筋伸縮高度的固定旋鈕10，所述鋼筋上端固定連接在壓簧護(hù)殼7的底部。參照本發(fā)明的技術(shù)方案，按照一定的參數(shù)，制作出該離體器官恒壓灌流裝置，具體部件設(shè)計(jì)參數(shù)如下:貯液瓶，貯液瓶為市售實(shí)驗(yàn)室專用玻璃瓶，在該玻璃瓶的側(cè)壁近底部有開口，考慮離體器官常規(guī)灌流速度、實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間以及灌流過程中灌流液中需持續(xù)通入O2-CO2混合氣體的要求，選用內(nèi)徑16cm，容量5000mL的貯液瓶(自重1.64kg)；壓簧，根據(jù)胡克定律，彈簧在外力作用下將產(chǎn)生形變(即伸長或縮短)；在彈性限度內(nèi)，外力F和它的變形量Λ Y成正比，即F=KX Λ Y，K為彈簧的倔強(qiáng)系數(shù):壓簧倔強(qiáng)系數(shù)K計(jì)算，由于灌流液通常為任氏液、臺氏液、洛氏液、克-亨氏液等常用的等滲液，其比重略高于蒸餾水，以洛氏液為例，其比重約為1.012g/cm3，而貯液瓶內(nèi)平面面積為(16 + 2)2X3.14=201cm2,因此計(jì)算符合要求的壓簧的倔強(qiáng)系數(shù)K應(yīng)為1000 + 1.012 + 201=4.91cm/kg=5mm/N。壓簧外徑和長度，由于貯液瓶中盛3000mL灌流液足以滿足一般實(shí)驗(yàn)，其重量為3X1.012=3.04kg，加 上貯液瓶、托盤、壓軸和進(jìn)氣管(約0.16kg)自重，總重4.84kg即47.4N,壓簧將被壓縮23.7cm,因此壓簧總長度應(yīng)>23.7cm,但不宜太長，太長受:壓后容易彎曲，增加磨擦阻力，影響K值；貯液瓶外徑約為17cm，因此根據(jù)黃金分割原理，確定壓簧外徑應(yīng)在6.1cm左右。根據(jù)對倔強(qiáng)系數(shù)K、外徑和長度的基本要求，選擇3mm鈦鎳合金為壓簧的材料，并將其制成外徑為6.4cm,長度為36cm的壓簧,施加60N (6.12kg)的力后彈簧被壓至6.5cm,即倔強(qiáng)系數(shù)K約為4.92mm/N。因此,設(shè)計(jì)的壓簧的倔強(qiáng)系數(shù)K為4.5 5.5mm/N,長度為20 50cm,外徑為5 8cm。托盤，托盤為承載貯液瓶之用，平面面積略大于貯液瓶底面積，用硬度好、重量相對較輕的鋁合金板材制成，并壓制成碟狀以增強(qiáng)其承載穩(wěn)定性。壓軸為外徑為6.4cm、內(nèi)徑為6.37cm、長30cm的PVC塑料管。壓簧護(hù)殼，壓簧護(hù)殼為一外徑為7.0cm、內(nèi)徑為6.6cm、長40cm的PVC塑料管筒，其中放置壓簧，壓簧護(hù)殼底部固定于鐵支架上。鐵支架，鐵支架由底座、鋼管、鋼筋、固定旋鈕4部分組成，鐵支架的高度應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要可靈活調(diào)整，底座由生鐵鑄成，3足鼎立，外徑30cm ;鋼管外徑2.5cm、內(nèi)徑1.5cm、長90cm,下端固定于底座正中，距上端2cm處鉆出一個(gè)直徑0.75cm孔,過絲,用于安裝固定旋鈕；鋼筋直徑1.5cm，長100cm，插在鋼管中，上端通過螺絲固定在壓簧護(hù)殼底部正中。實(shí)際工作中通過調(diào)整鋼筋露出的高度可調(diào)節(jié)灌注壓的大小，固定旋鈕則固定鋼筋露出的高度。本發(fā)明在使用時(shí)的工作原理如下:將盛有營養(yǎng)液(成分及容量根據(jù)實(shí)際需要確定，一般不超過5000mL)的貯液瓶3放置在托盤4上，進(jìn)氣管I連接氧氣(或混合氣體)罐，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量為I 2個(gè)氣泡/min。將營養(yǎng)液流出管6與欲被灌流器官動(dòng)脈血管連接，優(yōu)選的，在入血管前連一個(gè)蛇形管，蛇形管通過恒溫水浴或其他類似設(shè)備加熱，使進(jìn)入器官的灌流液接近生理溫度，調(diào)節(jié)固定旋鈕，使灌流壓(即貯液瓶里液面到營養(yǎng)液流出管動(dòng)脈接口處的垂直高度)穩(wěn)定在被灌流器官生理性灌流壓(比如60cm營養(yǎng)液高度的壓力)，在恒壓灌流過程中，若貯液瓶中剩余液體不足300mL，需添加。對本發(fā)明制得的樣品的工作性能進(jìn)行測試，試驗(yàn)方法和結(jié)果如下:1、方法測得恒壓灌流支架空載時(shí)，托盤至壓簧護(hù)殼上沿間的距離(Lt)，將3500mL任-洛液(Ringer-Locke’ s solution, —種常用營養(yǎng)液,其滲透壓與生理鹽水接近)于忙液瓶，稱重后置于貯液瓶托盤，通混合氣體30min后分別測瓶中液體高度Ls和Lt。自瓶底營養(yǎng)液流出口放出液體，測量瓶中分別盛3000、2500、2000、1500、1000、500和OmL任-洛液時(shí)的重量、Ls和Lt。計(jì)算瓶中分別盛不同容量任-洛液時(shí)的Lt + Ls，即液面至壓簧護(hù)殼上沿間的高度。2、結(jié)果，如下表I所示:表I貯液瓶盛不同容量任-洛液時(shí)液面至壓簧護(hù)殼上沿間的高度(Lt + Ls
權(quán)利要求
1.一種離體器官恒壓灌流裝置，其特征在于，包括貯液瓶(3)，貯液瓶(3)的瓶口處設(shè)有進(jìn)氣管(I)和出氣管(2 )，貯液瓶(3 )底部側(cè)壁上還設(shè)有營養(yǎng)液流出管(6 )，貯液瓶(3 )下方設(shè)有承載貯液瓶(3)的托盤(4)，托盤(4)的下方連接有彈性裝置，彈性裝置下方設(shè)有支撐架(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離體器官恒壓灌流裝置，其特征在于，所述的彈性裝置包括壓軸(5)，壓軸(5)的頂部與托盤(4)底面固定連接，底部連接有壓簧(8)，所述壓簧(8)的外部還設(shè)有壓簧護(hù)殼(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離體器官恒壓灌流裝置，其特征在于，當(dāng)貯液瓶(3)中的營養(yǎng)液的減少時(shí)，壓簧(8)發(fā)生形變，所述的貯液瓶(3)中營養(yǎng)液的液面至壓簧護(hù)殼(7)上沿的距離恒定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離體器官恒壓灌流裝置，其特征在于，所述壓簧(8)的倔強(qiáng)系數(shù)K為4.5 5.5mm/N,長度為20 50cm,外徑為5 8cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離體器官恒壓灌流裝置，其特征在于，所述壓簧(8)的倔強(qiáng)系數(shù)K為4.92 5.0 8mm/N,長度為23.7 26.5cm,外徑為6.1 6.7cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離體器官恒壓灌流裝置，其特征在于，所述的支撐架(9)包括鋼管和設(shè)置在鋼管內(nèi)能夠伸縮的鋼筋，鋼管的底部設(shè)有底座，鋼管壁上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)鋼筋伸縮高度的固定旋鈕(10)，所述鋼筋固定連接在壓簧護(hù)殼(7)的底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離體器官恒壓灌流裝置，其特征在于，所述壓軸(5)和壓簧護(hù)殼(7)均為PVC塑料管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離體器官恒壓灌流裝置，其特征在于，所述的進(jìn)氣管(I)上連接有供氣裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離體器官恒壓灌流裝置，其特征在于，所述營養(yǎng)液流出管(6)與蛇形管相連通，蛇形管連接加熱設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種離體器官恒壓灌流裝置，其特征在于，所述的加熱設(shè)備為恒溫水浴鍋或加熱套。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離體器官恒壓灌流裝置，屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，包括貯液瓶，貯液瓶的瓶口處設(shè)有進(jìn)氣管和出氣管，貯液瓶底部側(cè)壁上還設(shè)有營養(yǎng)液流出管，貯液瓶下方設(shè)有承載貯液瓶的托盤，托盤的下方連接有彈性裝置，彈性裝置下方設(shè)有支撐架。本發(fā)明的恒壓灌流裝置可以根據(jù)需求設(shè)計(jì)貯液瓶的容量，容量大的貯液瓶可以有效減少使用過程中添加灌流液的次數(shù)，從而能夠保證灌流壓力恒定；同時(shí)，在裝有營養(yǎng)液的貯液瓶上方設(shè)置有進(jìn)氣管，可以通入所需的氧氣或混合氣體，解決了對哺乳動(dòng)物的離體器官進(jìn)行灌流的問題，通過性能試驗(yàn)測試，本裝置在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中灌流壓的變化率<0.17%，恒壓效果明顯。
文檔編號A01N1/02GK103238587SQ20131014095
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者劉書勤, 臧偉進(jìn) 申請人:西安交通大學(xué)