梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置的製作方法

2023-05-24 03:04:26 1

專利名稱：梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於醫療器械領域，特別是涉及一種化學改性人工生物瓣的裝置。
背景技術：
在人工生物瓣的製備過程中，心包材料的化學改性影響到人工生物瓣的最大張力、斷裂伸長率、彈性模量。心包材料的強度與其膠原纖維的構架是直接相關的，並且由於膠原纖維交聯點的多樣性，導致牛心包的強度具有各向異性。因此，能否做到有效控制心包材料的膠原纖維交聯點就顯得十分關鍵。在人工生物瓣的製備過程中，心包材料植入體內所形成的鈣化形態和鈣化區的分布與鈣化速率各不相同。心包材料的疏水性對鈣化的影響也很大。目前的鈣化機理的研究表明生物材料會先在彈力纖維上，鈣離子與彈性朊基質相互作用形成帶正電的聚合物，從而吸引了血中帶負電荷的磷酸根離子，中和了鈣鍵基質的正電性，形成鈣磷酸鹽促成鈣化結晶的形成，最終會導致人工生物瓣的鈣化。另外，體內鈣磷水平也與鈣化密切相關。現有技術通常採用完全浸沒式工藝鞣製心包材料。但是，這樣製備出的心包材料的耐久性存在很多問題。臨床實踐證實，生物瓣膜5-7年失功率達50% 左右，其中鈣化和撕裂是導致失功的主要原因，且兩者並存互為因果。鈣化多發生在瓣葉與支架相交處及基底部，撕裂也多沿瓣腳自上而下直達基底部，架腳頂端包腳縫線處是撕裂的起點。Jason C. Isenburg, Dan T. Simionescu, Naren R. Vyavahare.的文獻"Tannic acid treatment enhances biostability and reduces calcification ofglutaraldehyde fixed aortic wall 」(Biomaterials. 2005，26 :1237-1245)採用完全浸沒式的工藝手段來進行心包材料的化學修飾。E. Jorge-Herrero, P. Fernandez, J. Turnay, N. Olmo, P. Calero, R. Garcia, I.Freile, J. L. Castillo-Olivares.的文 獻"Influence of differentchemical cross—linking treatments on the properties of bovine pericardiumand collagen」 (Biomaterials. 1999,20 :539-545)採用攪動式完全浸沒式的工藝手段來進行心包材料的化學修飾。但是，現有技術中的這種完全浸沒式化學改性人工生物瓣(如心包材料)工藝存在過度改性的問題，無法很好地調控心包材料的膠原纖維交聯點的多樣性，不能使心包材料的力學強度和柔韌性能很好地兼顧，且不能預防人工生物瓣膜的鈣化。

發明內容
本發明的目的在於提供一種梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置，以克服現有技術存在的上述缺陷。本發明採用了梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置，可以有序而準確地進行心包材料的化學改性過程，避免了完全浸沒式化學改性過程中的過度改性，從而很好地調控心包材料的膠原纖維交聯點的多樣性，使得心包材料的力學強度和柔韌性能很好地兼顧。此外，所述裝置利用梯度浸沒式化學改性方法對人工生物瓣進行多級改性，同時實現了人工生物瓣的改性的連續化操作。根據本發明的裝置製得的人工生物瓣的分子間交聯點分布合理，具有優異的區間柔韌性和邊緣剛性。本發明提供一種梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置，其包括多級反應液容器、夾具、移動器、旋轉掛架、機架和電機。所述多級反應液容器包括多個反應液容器，所述多個反應液容器中分別容納不同的用於人工生物瓣化學改性的修飾劑溶液。所述夾具用於夾住人工生物瓣並固定於所述旋轉掛架上。所述旋轉掛架安裝在所述移動器且能夠被控制旋轉，用以將人工生物瓣浸入所述多個反應液容器中的不同的修飾劑溶液中。所述移動器由所述機架支撐且能夠被控制豎直移動，用以使人工生物瓣的不同部位浸入修飾劑溶液中。所述電機固定於所述機架上，用來給所述移動器和旋轉掛架提供動力。本發明的裝置還可包括攪拌機組，所述攪拌機組安裝於所述多級反應液容器的底部，用以攪拌修飾劑溶液，使其濃度保持均一。所述攪拌機組可選自機械攪拌式組件，磁力攪拌式組件、壓力攪拌式組件。本發明的裝置還可包括液面檢測系統、檢測探頭、貯液罐、自動加液器、液體輸送管道和流量檢測器。所述檢測探頭定位於所述多級反應液容器內，通過接觸修飾劑溶液來獲得修飾劑溶液的量的數據。所述液面檢測系統與所述檢測探頭相關聯，用以實時監測修飾劑溶液的量。所述貯液罐儲存修飾劑溶液並與所述自動加液器通過所述液體輸送管道相連，所述液體輸送管道進一步與所述多級反應液容器相連通，用以在所述多級反應液容器內的修飾劑溶液少於一定量時將修飾劑溶液補充到所述多級反應液容器中。所述流量檢測器與所述液體輸送管道相關聯，用以調節修飾劑溶液進入所述多級反應液容器的速度。本發明的裝置還可包括加熱模塊組件，所述加熱模塊組件位於所述多級反應液容器的外圍，用以調節修飾劑溶液的溫度。本發明的裝置通過控制移動器的豎直移動和旋轉掛架的旋轉運動，分別將人工生物瓣的不同部位浸入修飾劑溶液和將人工生物瓣浸入不同的修飾劑溶液。以此方式，本發明的裝置很好地調控心包材料的膠原纖維交聯點的多樣性，使得心包材料的力學強度和柔韌性能很好地兼顧。而且，本發明的裝置針對心包材料的鈣化和撕裂的原因採取了複合性化學改性的方法製備人工生物瓣，預防了人工生物瓣膜的鈣化，從而延長了人工生物瓣膜的壽命。


圖1為本發明的梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置結構示意圖。圖2為採用根據本發明的梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置與採用根據現有技術的完全浸沒式化學改性人工生物瓣的工藝製備的牛心包生物瓣膜植入小鼠35天後的鈣含量的對照圖。
具體實施例方式下面參照附圖詳細說明本發明的裝置。如圖1所示，本發明的梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置包括多級反應液容器1、攪拌機組2、液面檢測系統3、檢測探頭4、貯液罐5、自動加液器6、液體輸送管道7、流量檢測器8、夾具9、移動器10、旋轉掛架11、機架12、電機13、13』和加熱模塊組件14。所述多級反應液容器1包括多個反應液容器，分別容納不同的用於人工生物瓣化學改性的修飾劑溶液。所述攪拌機組2固定於各反應液容器的底部；所述檢測探頭4位於液面檢測系統3的尾部；所述貯液罐5與自動加液器6通過液體輸送管道7相連；所述流量檢測器8與液體輸送管道7相連；所述液體輸送管道7與各反應液容器相連通；所述夾具9固定於旋轉掛架10上；所述旋轉掛架11安裝在所述移動器10上；所述移動器10支撐於機架12上；電機13、13』固定於機架12，且電機13位於攪拌機組2底部，電機13』位於機架12上部；加熱模塊組件14位於多級反應液容器1的外圍。在圖1所示的實施例中，多級反應液容器1 包括三個反應液容器。多級反應液容器1中容納不同的用於人工生物瓣化學改性的修飾劑溶液。化學改性修飾劑選自氨基類封端劑、羧基類封端劑、羰基類封端劑、羧基類封端劑、金屬離子競爭劑、金屬離子競爭協效劑、游離醛基結合劑中的一種或幾種。各種化學改性修飾劑以及所用的溶液都是本領域技術人員所公知的，在此不再詳述。此外，攪拌機組2使得修飾劑溶液的濃度能夠保持均一；液面檢測系統3實時監測各反應液容器內修飾劑溶液的量；檢測探頭4通過接觸修飾劑溶液來獲得具體的液體量數據；貯液罐5中儲存各種不同的修飾劑溶液；自動加液器6在修飾劑溶液少於一定值時補充修飾劑溶液，即將修飾劑溶液從貯液罐5經由液體輸送管道7輸送到多級反應液容器 1 ；流量檢測器8來調控修飾劑溶液的進入速度，夾具9夾牢人工生物瓣，移動器10能夠豎直移動，使得人工生物瓣的不同部位浸入修飾劑溶液中，旋轉掛架11能夠旋轉，使得人工生物瓣浸入不同的修飾劑溶液中，電機13用來給攪拌機組2提供動力，電機13』用來給移動器10和旋轉掛架U提供動力，加熱模塊組件14用來調控修飾劑溶液的溫度。通過控制移動器10的豎直移動和旋轉掛架11的旋轉運動，分別將人工生物瓣的不同部位浸入修飾劑溶液和將人工生物瓣浸入不同的修飾劑溶液。這樣有序而準確地進行心包材料的化學改性過程，有效地控制了心包材料的膠原纖維交聯點，而且採取了複合性化學改性的方法製備人工生物瓣，預防了人工生物瓣膜的鈣化。圖2顯示了採用現有技術的完全浸沒式工藝和採用本發明的梯度浸沒式裝置製備的牛心包生物瓣膜植入小鼠35天後的鈣含量的對照圖。從圖2中可以清楚地看到，採用根據本發明的梯度浸沒式裝置製備的牛心包生物瓣膜的鈣化程度顯著降低。根據本發明的梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置能夠降低人工生物瓣膜的鈣化，從而延長了人工生物瓣膜的壽命。本領域技術人員可以理解，以上描述只是示例性的。在不背離本發明的思想和範圍的情況下，本領域技術人員可以對本發明作出多種修改和變化。附圖標記列表1 多級反應液容器；2 攪拌機組；3 液面檢測系統；4 檢測探頭；5 貯液罐；6 自動加液器；7 液體輸送管道；8 流量檢測器；9 夾具；10 移動器；11 旋轉掛架；12 機架；13、13，電機；14 加熱模塊組件。
權利要求
1.一種梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置，其包括多級反應液容器(1)、夾具 (9)、移動器(10)、旋轉掛架(11)、機架(12)和電機(13，)，其中所述多級反應液容器(1)包括多個反應液容器，所述多個反應液容器中分別容納不同的用於人工生物瓣化學改性的修飾劑溶液；所述夾具(9)用於夾住人工生物瓣並固定於所述旋轉掛架(11)上；所述旋轉掛架(11)安裝在所述移動器(10)上且能夠被控制旋轉，用以將人工生物瓣浸入所述多個反應液容器中的不同的修飾劑溶液中；所述移動器(10)由所述機架(1 支撐且能夠被控制豎直移動，用以使人工生物瓣的不同部位浸入修飾劑溶液中；所述電機(13』)固定於所述機架(1 上，用來給所述移動器(10)和旋轉掛架(11)提供動力。
2.權利要求1所述的裝置，其中所述裝置還包括攪拌機組O)，所述攪拌機組(2)安裝於所述多級反應液容器(1)的底部，用以攪拌修飾劑溶液，使其濃度保持均一。
3.權利要求2所述的裝置，所述攪拌機組( 選自機械攪拌式組件，磁力攪拌式組件、 壓力攪拌式組件。
4.權利要求1-3中任一項所述的裝置，其中所述裝置還包括液面檢測系統(3)、檢測探頭⑷、貯液罐(5)、自動加液器(6)、液體輸送管道(7)和流量檢測器(8)，所述檢測探頭(4)定位於所述多級反應液容器(1)內，通過接觸修飾劑溶液來獲得修飾劑溶液的量的數據；所述液面檢測系統C3)與所述檢測探頭(4)相關聯，用以實時監測修飾劑溶液的量；所述貯液罐( 儲存修飾劑溶液並與所述自動加液器(6)通過所述液體輸送管道(7) 相連，所述液體輸送管道(7)進一步與所述多級反應液容器(1)相連通，用以在所述多級反應液容器(1)內的修飾劑溶液少於一定量時將修飾劑溶液補充到所述多級反應液容器(1) 中；所述流量檢測器(8)與所述液體輸送管道(7)相關聯，用以調節修飾劑溶液進入所述多級反應液容器(1)的速度。
5.權利要求1-3中任一項所述的裝置，其中所述裝置還包括加熱模塊組件(14)，所述加熱模塊組件(14)位於所述多級反應液容器(1)的外圍，用以調節修飾劑溶液的溫度。
6.權利要求4所述的裝置，其中所述裝置還包括加熱模塊組件(14)，所述加熱模塊組件(14)位於所述多級反應液容器(1)的外圍，用以調節修飾劑溶液的溫度。
全文摘要
本發明公開了梯度浸沒式化學改性人工生物瓣的裝置，包括多級反應液容器、夾具、移動器、旋轉掛架、機架和電機。多級反應液容器包括多個反應液容器，其中分別容納不同的用於人工生物瓣化學改性的修飾劑溶液；夾具夾住人工生物瓣並固定於旋轉掛架，旋轉掛架安裝在移動器上且能夠被控制旋轉，以將人工生物瓣浸入不同的修飾劑溶液中；移動器由機架支撐且能夠被控制豎直移動，使人工生物瓣的不同部位浸入修飾劑溶液中；電機固定於機架上，以給移動器和旋轉掛架提供動力。所述裝置利用梯度浸沒式化學改性方法對人工生物瓣進行多級改性，實現了人工生物瓣的改性的連續化操作。所述裝置製得的人工生物瓣的分子間交聯點分布合理，具有優異的區間柔韌性和邊緣剛性。
文檔編號A61F2/24GK102172338SQ20111004973
公開日2011年9月7日 申請日期2011年2月28日 優先權日2011年2月28日
發明者樂承筠, 劉翔, 李 雨, 林韶燁, 王雲蕾, 羅七一, 陳國明, 陳大凱, 陳誠 申請人:微創醫療器械(上海)有限公司