一種可以避免再狹窄的雙移植管人工搭橋血管的製作方法
2023-04-30 12:08:16 2
專利名稱：一種可以避免再狹窄的雙移植管人工搭橋血管的製作方法
技術領域：
本發明是一種可以避免再狹窄的雙移植管人工搭橋血管，屬於生物醫學工程技術領域。
背景技術：
眾所周知，動脈血管幾何結構的微小變化，也會導致血管內血流動力學的明顯改變。冠狀動脈旁路移植管搭橋手術(Coronary Artery Bypass Graft，簡稱CABG)在術後一年內會因內膜增生、動脈粥樣硬化等導致血管再狹窄，需要進行二次手術治療。臨床觀察和實驗結果表明，CABG手術再狹窄多發生於縫合口附近和吻合口正對的血管床部位。其原因主要包括縫合線對血管壁的損傷、搭橋后冠狀動脈的生理和力學性能的不匹配、局部血流動力學改變等等。研究發現，低剪切應力、震蕩剪切係數、高壁面切應力梯度、流動分離、流動停滯點等都是引發內膜增生的重要影響因素，而這些影響因素都與移植血管的幾何結構有直接的聯繫。一些學者研究了移植管的直徑、縫合角度、縫合口形狀對局部血流動力學的影響，從而優化CABG。另外，喬等人提出了對稱搭橋的方式來防止流動停滯點的產生Poad Kabinejadian等人提出結合側-側吻合和端-側吻合的方式來優化吻合口部位的局部血流動力學。所有這些工作都是對改善CABG的有益探索。傳統的CABG為單路搭橋，由於縫合區底部受到搭橋管血流的強烈衝擊，會在冠狀動脈底端的血管床部位出現流動分離，在吻合口的足跟部位出現渦流現象。而且，流動分離部位會出現一個流動停滯點，此處粒子的滯留時間比較長，壁面切應力比較低，附近的切應力梯度比較大，從而導致血管內膜增生，長期作用導致血管再狹窄。由此可見，傳統的搭橋方式存在先天的缺陷。
發明內容
本發明的目的在於克服了傳統搭橋術存在的上述弊端，提出了一種可以避免再狹窄的雙移植管人工搭橋血管。本雙移植管人工搭橋血管具有更合理的血流動力學分布，可以避免危險性的血流動力學因素，有效的降低內膜增生的發生機率，增加手術的長期有效性。為了實現上述目的，本發明採取了如下技術方案在動脈血管的一側布置一根與動脈血管相連通的主搭橋血管，同時，在主搭橋血管的內側引出一根與動脈血管相連通的輔助搭橋血管。動脈血管的直徑用D1來表示，主搭橋血管的直徑(用D2表示)可分布在ID1 2Di 範圍內，輔助搭橋血管的直徑(用D3表示)可分布在0.5D2 1.5D2範圍內。主搭橋血管與動脈血管的夾角在30° 45°之間，輔助搭橋血管與動脈血管的夾角在45° 60°之間。與傳統的搭橋管相比，本發明具有以下優點1)本雙移植管人工搭橋血管具有更合理的血流動力學；
2)本雙移植管人工搭橋血管提供了兩條向動脈血管引流的通道；3)本雙移植管人工搭橋血管可以有效的降低內膜增生的發生機率，防止血管再狹窄。
圖1 (a)傳統搭橋管的搭橋方式。圖1 (b)本雙移植管人工搭橋血管的搭橋方式。圖中1、動脈血管，2、主搭橋血管，3、輔助搭橋血管。圖2 (a)傳統搭橋與動脈血管吻合部位的流場。圖2(b)輔助搭橋管與動脈血管吻合部位的流場。圖2(c)雙移植管搭橋血管中主搭橋血管和動脈血管的吻合部位的流場。圖3 (a)傳統搭橋管血管。圖3 (b)雙移植管搭橋血管。圖3(c)傳統搭橋管血管與雙移植管搭橋血管底端的壁面切應力分布圖。圖4以Pc^PP1為中心的血管床部位的壁面切應力梯度分布對比圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行詳細說明本實施例中的主搭橋管2在動脈血管1的一側布置，輔助搭橋管3自主搭橋管2 的彎曲部位引出，連接至動脈血管1，以改善血流動力學，並使動脈血流暢通。搭橋管2、3可以採用人工血管或者靜(動)脈血管，與動脈血管1之間均採用常規技術縫合連接。本發明中以D1 = D2 = D3，主搭橋血管與動脈血管的夾角為30°，輔助搭橋血管與動脈血管的夾角在45°為例，對本雙移植管人工搭橋血管的特性加以說明。圖1顯示了傳統搭橋管和本雙移植管人工搭橋血管的搭橋方式。兩個模型給定同樣的入口和出口邊界條件，進行穩態計算。圖2顯示了兩種搭橋管中吻合口部位的流場信息。由圖2(a)可見，傳統搭橋中，在吻合口正對的血管底端出現流動分離現象，出現一個流動停滯點，在足跟部位出現一個狹長的渦流區域，長度約0. 0072 米，研究證明，這些現象是導致內膜增生的主要原因，也是產生血管再狹窄的重要影響因素。圖2(c)顯示的雙移植管搭橋血管中主搭橋血管和動脈血管的吻合口部位，與圖2(a) 相比，此處不存在流動分離和渦流現象，也就避免了血管再狹窄的產生，這主要歸功於輔助搭橋管血流對主搭橋管血流的「平滑」作用。圖2(b)顯示的是輔助搭橋管與動脈血管吻合部位的流場，與圖2(a)情況相似，該處存在流動分離和渦流現象，不同的是，此處的渦流長度減小，也就是減小了產生內膜增生的區域。而且，本雙移植管存在兩個向動脈血管引流的通道，傳統搭橋管只存在一個向動脈血管引流的通道，這也大大降低了手術失敗的機率，增加了該類手術的長期有效性。圖3顯示了傳統搭橋管和本雙移植搭橋管底端的壁面切應力分布。研究發現，低壁面切應力(<0. 4Pa)是導致內膜增生、動脈粥樣硬化的主要原因之一。由圖3可見，在傳統搭橋管的吻合口對應的血管床部位存在一個突然降低的切應力分布，其極值接近0(此位點以Ptl表示)，導致此處成為內膜增生的危險區域。而在本雙移植搭橋管的同一部位， 不存在這一現象，也不存在低於0. 4Pa的壁面切應力，消除了血管狹窄的可能。值得注意的是，在輔助搭橋管與動脈血管的吻合部位底端卻出現了一個低壁面切應力分布區域，存在一個極值接近0的位點(此位點以P1表示)。 圖4顯示了以Ptl和P1為中心的血管床部位的壁面切應力梯度分布。研究表明，較高的壁面切應力梯度容易導致內膜增生的出現。本雙移植管中P1部位的壁面切應力梯度相對傳統搭橋管的Ptl部位有顯著的降低，換言之，減小了血栓的出現機率。由此可得，本雙移植管人工搭橋血管提供了更合理的壁面切應力梯度分布。
權利要求
1.一種可以避免再狹窄的雙移植管人工搭橋血管，其特徵在於在動脈血管的一側布置一根與動脈血管相連通的主搭橋血管，同時，在主搭橋血管的內側引出一根與動脈血管相連通的輔助搭橋血管。
2.根據權利要求1所述的一種可以避免再狹窄的雙移植管人工搭橋血管，其特徵在於動脈血管的直徑用D1來表示，主搭橋血管的直徑用D2表示，D2分布在ID1 2Di範圍內， 輔助搭橋血管的直徑用D3表示，D3分布在0. 5D2 1. 5D2範圍內。
3.根據權利要求1所述的一種可以避免再狹窄的雙移植管人工搭橋血管，其特徵在於主搭橋血管與動脈血管的夾角在30° 45°之間，輔助搭橋血管與動脈血管的夾角在 45° 60°之間。
全文摘要
一種可以避免再狹窄的雙移植管人工搭橋血管屬於生物醫學工程技術領域。其特徵在於在動脈血管的一側布置一根與動脈血管相連通的主搭橋血管，同時，在主搭橋血管的內側引出一根與動脈血管相連通的輔助搭橋血管。進一步，動脈血管的直徑用D1來表示，主搭橋血管的直徑用D2表示，D2分布在1D1～2D1範圍內，輔助搭橋血管的直徑用D3表示，D3分布在0.5D2～1.5D2範圍內。本雙移植管人工搭橋血管具有更合理的血流動力學分布，可以避免危險性的血流動力學因素，有效的降低內膜增生的發生機率，增加手術的長期有效性。
文檔編號A61F2/06GK102327157SQ20111030647
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者丁金立, 劉有軍, 王楓 申請人:北京工業大學