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1、测试新型聚氨酯材料人工心脏瓣膜(PUAHV)的耐久性-->【摘 要】目的:测试新型聚氨酯材料人工心脏瓣膜(PUAHV)的耐久性.方法:取4枚PUAHV作为试验瓣,疲劳实验前后分别进行体外脉动流流体力学实验.以TH-2200型瓣膜体外加速疲劳寿命实验台对试验瓣进行体外加速疲劳实验.实验结束时观察瓣膜的大体情况.以TH-1200型人工心脏瓣膜体外脉动流试验台测试瓣膜于疲劳实验前后的流体力学参数,并进行实验前后对比.结果:瓣膜大体观察:①在每个周期的循环中均能够完全开放与闭合,瓣膜大小瓣间对合严密,无肉眼可见的缝隙.②疲劳实验后平均跨瓣压差略高于实验前,
2、差异无统计学意义(P>0.05).③疲劳实验后瓣膜有效开口面积略高于实验前,差异无统计学意义(P>0.05).④疲劳实验后瓣膜反流量略低于实验前,差异无统计学意义(P>0.05).结论:新型聚氨酯材料人工心脏瓣膜耐久性及流体力学特性良好.【关键词】聚氨酯;人工心脏瓣膜;耐久性;加速疲劳实验0引言心脏瓣膜疾病是一种世界性的问题,它会导致瓣膜的狭窄或关闭不全,并且进一步引起进行性的心脏改变和继发其他脏器的改变.临床上大多数的心脏瓣膜疾病患者需要接受人工心脏瓣膜置换.常用的人工心脏瓣膜主要分为机械瓣膜和生物瓣膜,然而这两种瓣膜各有缺点,多年来,人们一直致
3、力于更符合人体自身瓣膜机构的新型人工瓣膜的研究.由于新型聚氨酯(PU)高分子材料组织炎症反应轻微,血液相容性好,已在人工心脏辅助装置[1]等医用材料上使用.我中心与东莞科威公司、山西化工研究所、西安交通大学等单位合作,成功开发出新型聚氨酯材料人工心脏瓣膜(PUAHV),并进行了体外耐久性试验.1 材料和方法1.1 材料 测试设备:TH-1200型人工心脏瓣膜体外脉动流试验台、TH-2200型人工心脏瓣膜耐久性试验台(清华大学生物力学研究所),DT2249型频闪灯(美国Lutron公司),OPro-Cal电子游标卡尺(OElectronicsCo.L
4、td),501D流量仪(美国CarolinaMedical公司),观察镜、摄像机及照相机.所用测试仪器的精度在满量程读数的±5%之内.测试流体为等渗生理盐水,比重:1.05,20℃恒温试验条件下黏度.1.2 方法 1.2.1 瓣膜制作 ①柔性聚氨酯瓣膜材料材料的合成,在以往人工心脏用聚氨酯材料研究[2]的基础上,对其硬段相进行进一步改性研究,提高其机械性能和生物相容性,更加符合人工心脏瓣膜支架、瓣叶需要.②心脏瓣膜的结构设计模拟人体自身瓣膜结构特点,研究设计新型的双叶(二尖瓣)、三叶(主动脉瓣、三尖瓣、肺动脉瓣)的心脏瓣膜,使其更接近于人体自身瓣膜
5、特点,同时实现瓣膜支架和瓣叶制作模具化、一体化.1.2.2 脉动流实验 按照GB12279-90《人工心脏瓣膜通用技术条件》进行.取4枚PUAHV作为试验瓣.实验在20℃恒温条件下进行,采用生理盐水作为实验液体.①脉动流实验台的调试:将标准瓣膜装入实验台,调出模拟生理曲线,将压力换能器调零.调节搏动频率(循环率)为70次/min.根据计算机系统提供的压力数据,调节实验台脉动泵的脉动幅值,使收缩压达到120mmHg(1mmHg=0.133kPa),调节实验台的后负荷系统,使舒张压达到80mmHg,调节前向流比达到35%左右.调节流量分别进行2~7L/
6、min的测试.共进行3个标准瓣膜的测试.系统达到稳定后,准备进行PUAHV的测试.②将4个测试瓣编号,每个瓣膜均按照与调试时同样的操作步骤进行实验.测试在2,3.5,5,7L/min4个流量水平进行.瓣膜测试期间以观察镜观察瓣膜开闭情况并进行录像.③测试结果包括:特征性参数:平均跨瓣压差、有效开口面积(Gorlin公式)、反流量;系统参数:平均动脉压、前向流比、每搏输出量.体外加速疲劳实验方法:4个测试瓣进行脉动流测试后,随机安放于疲劳实验台的4个回路中.疲劳台搏动频率(循环率)设定为1200次/min,瓣载1.2kg,跨瓣压差80mmHg,搏动幅
7、度20mm.实验共进行2亿次,需时约4mo.实验开始后每天用频闪灯进行动态观察瓣膜开闭情况、有无损坏,并进行录像;每2500万次进行1次停机检查,观察瓣膜大体情况.疲劳实验前后进行体外脉动流流体力学实验.将试验瓣和对照瓣以及耐久性试验前后试验瓣的体外流体力学数据进行统计学分析.统计学处理:所有数据均为计量资料,由SPSS13.0统计软件进行处理.主效应及交互效应采用重复测量数据的F检验,单独效应采用配伍组设计资料的F检验及配对t检验,多重比较采用LSD检验.2 结果2.1 大体观察 通过频闪灯进行的动态观察表明,4个测试人工机械瓣在每个周期的循环中
8、均能完全开放与闭合,瓣膜大小瓣间对合严密,无肉眼可见的缝隙.进行的多次停机检查中,瓣环缝合缘、各瓣叶间缝合缘针孔均未见切割
