用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置

本技术属于腐蚀监测试验设备，具体涉及一种用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置。

背景技术：

1、心血管疾病是目前世界上致死率最高的一类危险疾病，在我国因心血管疾病死亡的人数逐年上升。目前，血管支架介入手术是治疗心血管疾病的主要手段。得益于金属材料的良好加工性能及机械性能，金属支架是目前应用最广泛的一类支架。然而，金属支架在植入人体环境后，不可避免的会发生腐蚀现象，其不仅会导致支架的寿命降低，甚至会导致有毒金属离子的释放从而危害人体健康。因此，测定不同的金属支架材料在人体血路环境下的腐蚀速率对新型长寿命金属血管支架的研发具有实际意义。

2、目前，针对医用金属材料，传统及应用广泛的腐蚀测量方法主要为体外的静态浸泡实验。而对于血管支架用金属材料，传统的静态试验完全忽略了植入材料在血液流动过程中血液流速对材料腐蚀的影响，从而不能真正准确地测量出血管支架在人体血路环境下腐蚀速率。为了更加深入地了解血管支架在人体血路环境内的实际腐蚀行为，多种模拟人体血液流动的体外动态装置被建立。目前，已有公开的技术(中国专利公开号：cn112782373a)研发了一种应用于镁合金降解性能评价的模拟体液循环装置，其在体外浸泡实验的基础上，专门设计了动态模拟装置，用阻抗泵模拟心脏跳动，使巡回回路内的模拟体液循环流动，能够有效地模拟人体血路环境中血液的相对流动速率对植入材料的降解。尽管该装置提供一种更加精准，更加符合人体环境的生物医用材料体外腐蚀模拟装置。但是，该装置只能检测镁合金等可降解医用金属材料的腐蚀过程，而针对目前应用最为广泛的不锈钢支架及钴铬合金支架，不能准确地检测其腐蚀行为，参考价值较低，限制了血管支架材料技术的进一步发展。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，通过蠕动泵调节流道系统中模拟液的流速，利用电化学工作站对血管支架材料在不同流速下的腐蚀行为进行实时监测，从而能够更加准确的血液的流速对血管支架的腐蚀行为的影响。

2、为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、一种用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，该装置包括温度控制系统、流速控制系统、流道系统和腐蚀检测系统，其中：温度控制系统及流速控制系统分别采用恒温水浴锅和蠕动泵，腐蚀检测系统采用电化学工作站与血管支架试样相连，通过流道系统使该装置构成封闭的巡回回路；

4、流速控制系统两端分别连接流道系统中第一连接管和第二连接管的一端，第一连接管的另一端没入流道系统中供液装置的液面以下，第二连接管的另一端连接流道系统中试样测试装置的三通接口ⅰ第一端口，第三连接管的两端分别连接试样测试装置和供液装置，其一端接入流道系统中试样测试装置的三通接口ⅱ第一端口，另一端没入供液装置液面以下；整个供液装置放入温度控制系统中，腐蚀监测系统的工作电极接口、参比电极接口、辅助电极接口均通过外导线、内导线连接试样测试装置中试样导管内的血管支架试样及铂丝，两组外导线、内导线之间分别通过第一导线夹及第二导线夹连接。

5、所述的用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，流道系统包括供液装置、试样测量装置、第一连接管、第二连接管、第三连接管，供液装置放置在恒温水浴锅内，第一连接管、第二连接管、第三连接管用以连接供液装置、蠕动泵及试样测量装置，第一连接管连接供液装置和蠕动泵，第二连接管连接蠕动泵和试样测量装置，第三连接管连接试样测量装置和供液装置。

6、所述的用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，试样测量装置包括支板、试样导管、导管固定夹、三通接口ⅰ、三通接口ⅱ，具体结构如下：

7、试样导管通过两个导管固定夹沿水平方法固定在竖直的支板一侧，试样导管两端分别与三通接口ⅰ、三通接口ⅱ相连通，三通接口ⅰ的第二端口插入到试样导管的一端，三通接口ⅱ的第二端口插入到试样导管的另一端；试样导管内部装载血管支架试样及铂丝，血管支架试样及铂丝的一端分别连接内导线，两根内导线分别从三通接口ⅰ、三通接口ⅱ的第三端口引出，内导线通过的第三端口处用石蜡进行密封处理，一组外导线、内导线通过外部第一导线夹连接，另一组外导线、内导线通过外部第二导线夹连接。

8、所述的用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，血管支架试样为工作电极，铂丝同时作为参比电极及辅助电极；电化学工作站连接血管支架试样和铂丝，电化学工作站的工作电极接口通过一根外导线与血管支架试样引出的内导线连接，电化学工作站的参比电极接口、辅助电极接口通过另一根外导线与铂丝引出的内导线连接，对血管支架试样的腐蚀行为进行实时监测。

9、所述的用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，三通接口ⅰ、三通接口ⅱ端口处的外径分别与第一连接管、第二连接管和试样导管的内径相同。

10、所述的用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，试样导管的内径与血管支架试样外径相同。

11、本实用新型的设计思想是：

12、传统的静态浸泡法对血管支架试样的腐蚀评价不能够真实地体现出人体血路环境中各种物理因素，未能考虑人体血液流速对试样腐蚀的影响，导致其在腐蚀监测过程中难以获得准确的腐蚀速率。为此，本实用新型采用蠕动泵来模拟心脏跳动，使模拟液在流道系统中可以流动，并且还可对流速进行精准控制，从而能够更加真实地还原人体血路中的血液流速。为了更加准确的测量血管支架试样在模拟装置中的腐蚀行为，本实用新型引入电化学工作站，通过直接对试样在考虑流速的装置中进行原位测量，从而能够得到更加准确的腐蚀速率。

13、相比于现有技术，本实用新型的优点及有益效果在于：

14、1、本实用新型改善了传统静态浸泡测量方法存在的不足，不仅通过引入恒温水浴锅来恒定体系中模拟液的温度，模拟了人体血路中血液的温度，而且进一步地考虑血液流速的影响，引入蠕动泵来模拟心脏跳动，从而控制流道系统中模拟液的流速，综合考虑了真实人体血路环境下的温度及流速两大主要的物理影响因素，提供了一种更加符合人体血路环境的模拟装置。

15、2、本实用新型巧妙地在流道系统中引入电化学工作站，能够更加精准测量血管支架材料的腐蚀速率的同时，还能够实时地检测在考虑流速的动态环境下的腐蚀行为。

技术特征：

1.一种用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，其特征在于，该装置包括温度控制系统、流速控制系统、流道系统和腐蚀检测系统，其中：温度控制系统及流速控制系统分别采用恒温水浴锅和蠕动泵，腐蚀检测系统采用电化学工作站与血管支架试样相连，通过流道系统使该装置构成封闭的巡回回路；

2.按照权利要求1所述的用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，其特征在于，流道系统包括供液装置、试样测量装置、第一连接管、第二连接管、第三连接管，供液装置放置在恒温水浴锅内，第一连接管、第二连接管、第三连接管用以连接供液装置、蠕动泵及试样测量装置，第一连接管连接供液装置和蠕动泵，第二连接管连接蠕动泵和试样测量装置，第三连接管连接试样测量装置和供液装置。

3.按照权利要求2所述的用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，其特征在于，试样测量装置包括支板、试样导管、导管固定夹、三通接口ⅰ、三通接口ⅱ，具体结构如下：

4.按照权利要求3所述的用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，其特征在于，血管支架试样为工作电极，铂丝同时作为参比电极及辅助电极；电化学工作站连接血管支架试样和铂丝，电化学工作站的工作电极接口通过一根外导线与血管支架试样引出的内导线连接，电化学工作站的参比电极接口、辅助电极接口通过另一根外导线与铂丝引出的内导线连接，对血管支架试样的腐蚀行为进行实时监测。

5.按照权利要求3所述的用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，其特征在于，三通接口ⅰ、三通接口ⅱ端口处的外径分别与第一连接管、第二连接管和试样导管的内径相同。

6.按照权利要求3所述的用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置，其特征在于，试样导管的内径与血管支架试样外径相同。

技术总结
本技术属于腐蚀监测试验设备，具体涉及一种用于血管支架材料腐蚀评价模拟人体血路血液流速的装置。该装置包括温度控制系统、流速控制系统、流道系统和腐蚀检测系统，其中：温度控制系统及流速控制系统分别采用恒温水浴锅和蠕动泵，腐蚀检测系统采用电化学工作站与血管支架试样相连，通过流道系统使该装置构成封闭的巡回回路。该装置在体外浸泡静态测量实验的基础上，设计人体血路血液流动动态模拟装置，引入电化学工作站进行原位测量，能够准确测试出血管支架材料在考虑流速下的腐蚀速率，对血管支架材料的寿命进行预测。

技术研发人员：李瑛,严慧,唐奡,张雪
受保护的技术使用者：中国科学院金属研究所
技术研发日：20230324
技术公布日：2024/1/15