脈動(dòng)生物反應(yīng)器的研制.pdf

1、隨著組織工程學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科的發(fā)展,組織工程心臟瓣膜在心臟瓣膜病的治療中得到廣泛使用。目前,組織工程心臟瓣膜的培養(yǎng)大多采用沒有預(yù)適應(yīng)功能的靜態(tài)培養(yǎng)方式。在這種方式下培養(yǎng)出來(lái)的組織工程心臟瓣膜細(xì)胞黏附力較低,易于脫落,而且生理功能與正常細(xì)胞相比明顯不足。
　　 針對(duì)這些問(wèn)題,本課題設(shè)計(jì)研制了一種具有體外預(yù)適應(yīng)培養(yǎng)功能的脈動(dòng)生物反應(yīng)器。該反應(yīng)器是以組織工程學(xué)為基礎(chǔ),結(jié)合自動(dòng)控制學(xué)原理以及機(jī)械設(shè)計(jì)理論。采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要由模擬

2、心臟壓縮機(jī)、培養(yǎng)腔、差壓調(diào)節(jié)器、電動(dòng)閥門、回液槽等功能模塊構(gòu)成?？梢阅M心臟瓣膜在人體內(nèi)的生長(zhǎng)環(huán)境,尤其是能夠模擬心臟跳動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的搏動(dòng)式流體環(huán)境,并且可以根據(jù)患者情況調(diào)整搏動(dòng)式流體的壓力與流量,同時(shí)該反應(yīng)器能夠與上位機(jī)通信,將反應(yīng)器內(nèi)壓力以曲線的形式顯示在上位機(jī)界面中,并通過(guò)上位機(jī)精確控制反應(yīng)器內(nèi)的壓力。
　　 研制脈動(dòng)生物反應(yīng)器的核心問(wèn)題是如何模擬心臟瓣膜在人體內(nèi)的生長(zhǎng)環(huán)境。為此,需要一個(gè)穩(wěn)定可靠,且輸出壓力和輸出流量可調(diào)的

3、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置。由于普通的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置存在體積大、易損耗、輸出力量小的缺點(diǎn),所以本課題設(shè)計(jì)一種新型直線電機(jī)。該直線電機(jī)以電機(jī)理論為基礎(chǔ),采用動(dòng)磁分體式結(jié)構(gòu)。同時(shí)利用單片機(jī)作為核心控制芯片,設(shè)計(jì)出可以輸出可調(diào)正負(fù)直流脈沖的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)論證,此直線電機(jī)運(yùn)行可靠,最大輸出壓力和最大輸出流量分別為180mmHg和80ml/s,均已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　 目前,該脈動(dòng)生物反應(yīng)器樣機(jī)已經(jīng)提供給第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院心外科國(guó)