[发明专利]一种体外模拟和评价血液接触类医疗器械内血小板粘附的方法

说明书

本发明提供一种体外模拟和评价血液接触类医疗器械内血小板粘附的方法。该方法包括以下步骤：(1)在体外循环回路中使用质量百分比浓度为40％的甘油水溶液模拟血液的粘度和流体力学特性，在溶液中加入直径3‑5微米的荧光粒子模拟血小板；(2)溶液在回路中循环一定时间后将所测人工器官或医疗器械的过流部件拆卸下来通过肉眼及拍照的方式观察器械内血液接触表面上的荧光粒子沉积情况；(3)用激光诱导荧光技术在荧光粒子沉积的、与血液接触的器械表面打上激光，用电荷耦合器件照相机成像的方法拍摄激光诱导荧光粒子聚集和粘附情况。通过该方法能够定位出器械内容易形成血小板粘附和血栓的位置，用于分析该位置的结构缺陷并及时加以改进优化。

技术领域

本发明涉及一种体外模拟和评价血液接触类医疗器械内血小板粘附的方法，属于血液接触类医疗器械的测试与评价技术领域。

背景技术

血液接触类医疗器械(例如血管支架、机械瓣膜、人工心脏等)研发过程中会面临很多挑战，其中血液流经血液接触类医疗器械时，往往会因为非生理性血流剪切力、低速流、流动滞止等流动因素和非自体的机械结构因素造成的血小板粘附于器械表面直至形成血栓等一系列问题，从而限制了血液接触类医疗器械在临床上的应用。血液接触类医疗器械内的血小板黏附和血栓形成位置与该位置的结构密切相关，以人工心脏为例，在已经临床应用的人工心脏中，泵内血栓一直是不良事件之一。在目前已经临床应用的人工心脏中，几乎所有的人工心脏内血栓都发生于人工心脏内固定的几个位置，研究发现人工心脏内血小板激活是普遍性、全局性的，血小板激活、大量聚集后并不一定粘附于人工心脏内形成血栓，而人工心脏内血小板粘附和血栓形成却是概率性、局部的。

血液接触类医疗器械的过流部件的结构决定了该器械内的血流流场及流动分布情况，而涡流、高剪切力、滞止流动等又会导致器械内血栓形成。目前，在血液接触类医疗器械的设计和测试过程中，缺少直观、有效的办法评价器械内与血液相接触表面上的血小板粘附至形成血栓的缺陷。目前的血液接触类医疗器械基本都是通过大规模的动物实验和临床试验统计血液接触类医疗器械血栓形成位置和发生率，即，首先采用数值计算和流场显示的方法获得器械内的血液流动情况，通过分析血液流动情况判断器械内是否容易产生血小板粘附，然后在大量且昂贵的动物实验和临床试验中统计出器械的血小板粘附形成血栓情况以及高发位置，以致需要花费巨大的人力物力来发现器械设计的缺陷。

因此，通过大规模的动物实验和临床试验统计血液接触类医疗器械血栓形成位置和发生率不仅周期长、代价高昂，会导致器械优化改进的周期过长，而且通过临床试验来获得缺陷的统计数据对患者没有做到最大程度的负责。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体外模拟和评价血液接触类医疗器械内血液接触表面上由于结构缺陷或流动因素而引发的血小板粘附的方法。通过该方法能够定位出器械内容易形成血小板粘附和血栓的位置，用于分析该位置的结构缺陷并及时加以改进优化，通过该方法能够在临床应用前评价出器械的缺陷以及能否进一步改进。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种体外模拟和评价血液接触类医疗器械内血小板粘附的方法，包括以下步骤：

(1)在体外循环回路中使用质量百分比浓度为40％的甘油水溶液模拟血液的粘度和流体力学特性，在溶液中加入直径3-5微米的荧光粒子模拟血小板；

(2)溶液在回路中循环24小时后将所测器械的过流部件拆卸下来通过肉眼及拍照的方式观察器械内血液接触表面上的荧光粒子沉积情况；

(3)用激光诱导荧光技术在荧光粒子沉积的、与血液接触的器械表面打上激光，用电荷耦合器件(CCD)照相机成像的方法拍摄激光诱导荧光粒子聚集和粘附情况。

其中，在所述步骤(1)中，溶液中荧光粒子的体积百分比浓度范围在5％-30％之间。

在该方法中，如果一直未出现荧光粒子沉积现象则在试验进行3天后拆除实验装置，判定器械内没有可明显形成血小板粘附的结构缺陷。