專利名稱：梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別是涉及一種化學(xué)改性人工生物瓣的裝置。
背景技術(shù)：
在人工生物瓣的制備過(guò)程中，心包材料的化學(xué)改性影響到人工生物瓣的最大張力、斷裂伸長(zhǎng)率、彈性模量。心包材料的強(qiáng)度與其膠原纖維的構(gòu)架是直接相關(guān)的，并且由于膠原纖維交聯(lián)點(diǎn)的多樣性，導(dǎo)致牛心包的強(qiáng)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(lián)點(diǎn)就顯得十分關(guān)鍵。在人工生物瓣的制備過(guò)程中，心包材料植入體內(nèi)所形成的鈣化形態(tài)和鈣化區(qū)的分布與鈣化速率各不相同。心包材料的疏水性對(duì)鈣化的影響也很大。目前的鈣化機(jī)理的研究表明生物材料會(huì)先在彈力纖維上，鈣離子與彈性朊基質(zhì)相互作用形成帶正電的聚合物，從而吸引了血中帶負(fù)電荷的磷酸根離子，中和了鈣鍵基質(zhì)的正電性，形成鈣磷酸鹽促成鈣化結(jié)晶的形成，最終會(huì)導(dǎo)致人工生物瓣的鈣化。另外，體內(nèi)鈣磷水平也與鈣化密切相關(guān)。現(xiàn)有技術(shù)通常采用完全浸沒(méi)式工藝鞣制心包材料。但是，這樣制備出的心包材料的耐久性存在很多問(wèn)題。臨床實(shí)踐證實(shí)，生物瓣膜5-7年失功率達(dá)50% 左右，其中鈣化和撕裂是導(dǎo)致失功的主要原因，且兩者并存互為因果。鈣化多發(fā)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(dá)基底部，架腳頂端包腳縫線處是撕裂的起點(diǎn)。Jason C. Isenburg, Dan T. Simionescu, Naren R. Vyavahare.的文獻(xiàn)"Tannic acid treatment enhances biostability and reduces calcification ofglutaraldehyde fixed aortic wall ”(Biomaterials. 2005，26 :1237-1245)采用完全浸沒(méi)式的工藝手段來(lái)進(jìn)行心包材料的化學(xué)修飾。E. Jorge-Herrero, P. Fernandez, J. Turnay, N. Olmo, P. Calero, R. Garcia, I.Freile, J. L. Castillo-Olivares.的文 獻(xiàn)"Influence of differentchemical cross—linking treatments on the properties of bovine pericardiumand collagen” (Biomaterials. 1999,20 :539-545)采用攪動(dòng)式完全浸沒(méi)式的工藝手段來(lái)進(jìn)行心包材料的化學(xué)修飾。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的這種完全浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣(如心包材料)工藝存在過(guò)度改性的問(wèn)題，無(wú)法很好地調(diào)控心包材料的膠原纖維交聯(lián)點(diǎn)的多樣性，不能使心包材料的力學(xué)強(qiáng)度和柔韌性能很好地兼顧，且不能預(yù)防人工生物瓣膜的鈣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣的裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。本發(fā)明采用了梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣的裝置，可以有序而準(zhǔn)確地進(jìn)行心包材料的化學(xué)改性過(guò)程，避免了完全浸沒(méi)式化學(xué)改性過(guò)程中的過(guò)度改性，從而很好地調(diào)控心包材料的膠原纖維交聯(lián)點(diǎn)的多樣性，使得心包材料的力學(xué)強(qiáng)度和柔韌性能很好地兼顧。此外，所述裝置利用梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性方法對(duì)人工生物瓣進(jìn)行多級(jí)改性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了人工生物瓣的改性的連續(xù)化操作。根據(jù)本發(fā)明的裝置制得的人工生物瓣的分子間交聯(lián)點(diǎn)分布合理，具有優(yōu)異的區(qū)間柔韌性和邊緣剛性。本發(fā)明提供一種梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣的裝置，其包括多級(jí)反應(yīng)液容器、夾具、移動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)掛架、機(jī)架和電機(jī)。所述多級(jí)反應(yīng)液容器包括多個(gè)反應(yīng)液容器，所述多個(gè)反應(yīng)液容器中分別容納不同的用于人工生物瓣化學(xué)改性的修飾劑溶液。所述夾具用于夾住人工生物瓣并固定于所述旋轉(zhuǎn)掛架上。所述旋轉(zhuǎn)掛架安裝在所述移動(dòng)器且能夠被控制旋轉(zhuǎn)，用以將人工生物瓣浸入所述多個(gè)反應(yīng)液容器中的不同的修飾劑溶液中。所述移動(dòng)器由所述機(jī)架支撐且能夠被控制豎直移動(dòng)，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(jī)固定于所述機(jī)架上，用來(lái)給所述移動(dòng)器和旋轉(zhuǎn)掛架提供動(dòng)力。本發(fā)明的裝置還可包括攪拌機(jī)組，所述攪拌機(jī)組安裝于所述多級(jí)反應(yīng)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(jī)組可選自機(jī)械攪拌式組件，磁力攪拌式組件、壓力攪拌式組件。本發(fā)明的裝置還可包括液面檢測(cè)系統(tǒng)、檢測(cè)探頭、貯液罐、自動(dòng)加液器、液體輸送管道和流量檢測(cè)器。所述檢測(cè)探頭定位于所述多級(jí)反應(yīng)液容器內(nèi)，通過(guò)接觸修飾劑溶液來(lái)獲得修飾劑溶液的量的數(shù)據(jù)。所述液面檢測(cè)系統(tǒng)與所述檢測(cè)探頭相關(guān)聯(lián)，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)修飾劑溶液的量。所述貯液罐儲(chǔ)存修飾劑溶液并與所述自動(dòng)加液器通過(guò)所述液體輸送管道相連，所述液體輸送管道進(jìn)一步與所述多級(jí)反應(yīng)液容器相連通，用以在所述多級(jí)反應(yīng)液容器內(nèi)的修飾劑溶液少于一定量時(shí)將修飾劑溶液補(bǔ)充到所述多級(jí)反應(yīng)液容器中。所述流量檢測(cè)器與所述液體輸送管道相關(guān)聯(lián)，用以調(diào)節(jié)修飾劑溶液進(jìn)入所述多級(jí)反應(yīng)液容器的速度。本發(fā)明的裝置還可包括加熱模塊組件，所述加熱模塊組件位于所述多級(jí)反應(yīng)液容器的外圍，用以調(diào)節(jié)修飾劑溶液的溫度。本發(fā)明的裝置通過(guò)控制移動(dòng)器的豎直移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)掛架的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(fā)明的裝置很好地調(diào)控心包材料的膠原纖維交聯(lián)點(diǎn)的多樣性，使得心包材料的力學(xué)強(qiáng)度和柔韌性能很好地兼顧。而且，本發(fā)明的裝置針對(duì)心包材料的鈣化和撕裂的原因采取了復(fù)合性化學(xué)改性的方法制備人工生物瓣，預(yù)防了人工生物瓣膜的鈣化，從而延長(zhǎng)了人工生物瓣膜的壽命。


圖1為本發(fā)明的梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為采用根據(jù)本發(fā)明的梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣的裝置與采用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的完全浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣的工藝制備的牛心包生物瓣膜植入小鼠35天后的鈣含量的對(duì)照?qǐng)D。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的裝置。如圖1所示，本發(fā)明的梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣的裝置包括多級(jí)反應(yīng)液容器1、攪拌機(jī)組2、液面檢測(cè)系統(tǒng)3、檢測(cè)探頭4、貯液罐5、自動(dòng)加液器6、液體輸送管道7、流量檢測(cè)器8、夾具9、移動(dòng)器10、旋轉(zhuǎn)掛架11、機(jī)架12、電機(jī)13、13’和加熱模塊組件14。所述多級(jí)反應(yīng)液容器1包括多個(gè)反應(yīng)液容器，分別容納不同的用于人工生物瓣化學(xué)改性的修飾劑溶液。所述攪拌機(jī)組2固定于各反應(yīng)液容器的底部；所述檢測(cè)探頭4位于液面檢測(cè)系統(tǒng)3的尾部；所述貯液罐5與自動(dòng)加液器6通過(guò)液體輸送管道7相連；所述流量檢測(cè)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(yīng)液容器相連通；所述夾具9固定于旋轉(zhuǎn)掛架10上；所述旋轉(zhuǎn)掛架11安裝在所述移動(dòng)器10上；所述移動(dòng)器10支撐于機(jī)架12上；電機(jī)13、13’固定于機(jī)架12，且電機(jī)13位于攪拌機(jī)組2底部，電機(jī)13’位于機(jī)架12上部；加熱模塊組件14位于多級(jí)反應(yīng)液容器1的外圍。在圖1所示的實(shí)施例中，多級(jí)反應(yīng)液容器1 包括三個(gè)反應(yīng)液容器。多級(jí)反應(yīng)液容器1中容納不同的用于人工生物瓣化學(xué)改性的修飾劑溶液?；瘜W(xué)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(jìng)爭(zhēng)劑、金屬離子競(jìng)爭(zhēng)協(xié)效劑、游離醛基結(jié)合劑中的一種或幾種。各種化學(xué)改性修飾劑以及所用的溶液都是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，在此不再詳述。此外，攪拌機(jī)組2使得修飾劑溶液的濃度能夠保持均一；液面檢測(cè)系統(tǒng)3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各反應(yīng)液容器內(nèi)修飾劑溶液的量；檢測(cè)探頭4通過(guò)接觸修飾劑溶液來(lái)獲得具體的液體量數(shù)據(jù)；貯液罐5中儲(chǔ)存各種不同的修飾劑溶液；自動(dòng)加液器6在修飾劑溶液少于一定值時(shí)補(bǔ)充修飾劑溶液，即將修飾劑溶液從貯液罐5經(jīng)由液體輸送管道7輸送到多級(jí)反應(yīng)液容器 1 ；流量檢測(cè)器8來(lái)調(diào)控修飾劑溶液的進(jìn)入速度，夾具9夾牢人工生物瓣，移動(dòng)器10能夠豎直移動(dòng)，使得人工生物瓣的不同部位浸入修飾劑溶液中，旋轉(zhuǎn)掛架11能夠旋轉(zhuǎn)，使得人工生物瓣浸入不同的修飾劑溶液中，電機(jī)13用來(lái)給攪拌機(jī)組2提供動(dòng)力，電機(jī)13’用來(lái)給移動(dòng)器10和旋轉(zhuǎn)掛架U提供動(dòng)力，加熱模塊組件14用來(lái)調(diào)控修飾劑溶液的溫度。通過(guò)控制移動(dòng)器10的豎直移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)掛架11的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(zhǔn)確地進(jìn)行心包材料的化學(xué)改性過(guò)程，有效地控制了心包材料的膠原纖維交聯(lián)點(diǎn)，而且采取了復(fù)合性化學(xué)改性的方法制備人工生物瓣，預(yù)防了人工生物瓣膜的鈣化。圖2顯示了采用現(xiàn)有技術(shù)的完全浸沒(méi)式工藝和采用本發(fā)明的梯度浸沒(méi)式裝置制備的牛心包生物瓣膜植入小鼠35天后的鈣含量的對(duì)照?qǐng)D。從圖2中可以清楚地看到，采用根據(jù)本發(fā)明的梯度浸沒(méi)式裝置制備的牛心包生物瓣膜的鈣化程度顯著降低。根據(jù)本發(fā)明的梯度浸沒(méi)式化學(xué)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(zhǎng)了人工生物瓣膜的壽命。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，以上描述只是示例性的。在不背離本發(fā)明的思想和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作出多種修改和變化。附圖標(biāo)記列表1 多級(jí)反應(yīng)液容器；2 攪拌機(jī)組；3 液面檢測(cè)系統(tǒng)；4 檢測(cè)探頭；5 貯液罐；6 自動(dòng)加液器；7 液體輸送管道；8 流量檢測(cè)器；9 夾具；10 移動(dòng)器；11 旋轉(zhuǎn)掛架；12 機(jī)架；13、13，電機(jī)；14 加熱模塊組件。
權(quán)利要求
1.一種梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣的裝置，其包括多級(jí)反應(yīng)液容器(1)、夾具 (9)、移動(dòng)器(10)、旋轉(zhuǎn)掛架(11)、機(jī)架(12)和電機(jī)(13，)，其中所述多級(jí)反應(yīng)液容器(1)包括多個(gè)反應(yīng)液容器，所述多個(gè)反應(yīng)液容器中分別容納不同的用于人工生物瓣化學(xué)改性的修飾劑溶液；所述夾具(9)用于夾住人工生物瓣并固定于所述旋轉(zhuǎn)掛架(11)上；所述旋轉(zhuǎn)掛架(11)安裝在所述移動(dòng)器(10)上且能夠被控制旋轉(zhuǎn)，用以將人工生物瓣浸入所述多個(gè)反應(yīng)液容器中的不同的修飾劑溶液中；所述移動(dòng)器(10)由所述機(jī)架(1 支撐且能夠被控制豎直移動(dòng)，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(jī)(13’)固定于所述機(jī)架(1 上，用來(lái)給所述移動(dòng)器(10)和旋轉(zhuǎn)掛架(11)提供動(dòng)力。
2.權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置還包括攪拌機(jī)組O)，所述攪拌機(jī)組(2)安裝于所述多級(jí)反應(yīng)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(quán)利要求2所述的裝置，所述攪拌機(jī)組( 選自機(jī)械攪拌式組件，磁力攪拌式組件、 壓力攪拌式組件。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置還包括液面檢測(cè)系統(tǒng)(3)、檢測(cè)探頭⑷、貯液罐(5)、自動(dòng)加液器(6)、液體輸送管道(7)和流量檢測(cè)器(8)，所述檢測(cè)探頭(4)定位于所述多級(jí)反應(yīng)液容器(1)內(nèi)，通過(guò)接觸修飾劑溶液來(lái)獲得修飾劑溶液的量的數(shù)據(jù)；所述液面檢測(cè)系統(tǒng)C3)與所述檢測(cè)探頭(4)相關(guān)聯(lián)，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)修飾劑溶液的量；所述貯液罐( 儲(chǔ)存修飾劑溶液并與所述自動(dòng)加液器(6)通過(guò)所述液體輸送管道(7) 相連，所述液體輸送管道(7)進(jìn)一步與所述多級(jí)反應(yīng)液容器(1)相連通，用以在所述多級(jí)反應(yīng)液容器(1)內(nèi)的修飾劑溶液少于一定量時(shí)將修飾劑溶液補(bǔ)充到所述多級(jí)反應(yīng)液容器(1) 中；所述流量檢測(cè)器(8)與所述液體輸送管道(7)相關(guān)聯(lián)，用以調(diào)節(jié)修飾劑溶液進(jìn)入所述多級(jí)反應(yīng)液容器(1)的速度。
5.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)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)位于所述多級(jí)反應(yīng)液容器(1)的外圍，用以調(diào)節(jié)修飾劑溶液的溫度。
6.權(quán)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)位于所述多級(jí)反應(yīng)液容器(1)的外圍，用以調(diào)節(jié)修飾劑溶液的溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性人工生物瓣的裝置，包括多級(jí)反應(yīng)液容器、夾具、移動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)掛架、機(jī)架和電機(jī)。多級(jí)反應(yīng)液容器包括多個(gè)反應(yīng)液容器，其中分別容納不同的用于人工生物瓣化學(xué)改性的修飾劑溶液；夾具夾住人工生物瓣并固定于旋轉(zhuǎn)掛架，旋轉(zhuǎn)掛架安裝在移動(dòng)器上且能夠被控制旋轉(zhuǎn)，以將人工生物瓣浸入不同的修飾劑溶液中；移動(dòng)器由機(jī)架支撐且能夠被控制豎直移動(dòng)，使人工生物瓣的不同部位浸入修飾劑溶液中；電機(jī)固定于機(jī)架上，以給移動(dòng)器和旋轉(zhuǎn)掛架提供動(dòng)力。所述裝置利用梯度浸沒(méi)式化學(xué)改性方法對(duì)人工生物瓣進(jìn)行多級(jí)改性，實(shí)現(xiàn)了人工生物瓣的改性的連續(xù)化操作。所述裝置制得的人工生物瓣的分子間交聯(lián)點(diǎn)分布合理，具有優(yōu)異的區(qū)間柔韌性和邊緣剛性。
文檔編號(hào)A61F2/24GK102172338SQ20111004973
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者樂(lè)承筠, 劉翔, 李 雨, 林韶?zé)? 王云蕾, 羅七一, 陳國(guó)明, 陳大凱, 陳誠(chéng) 申請(qǐng)人:微創(chuàng)醫(yī)療器械(上海)有限公司