CN106885764B - 一种生物膜防渗透性检测装置及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种设计合理、结构简单、操作方便的低压生物膜防渗透性检测装置，其适用于检测密度低、耐静水压值低的材料的防渗透性能。具有测试灵敏度高、无损伤密封固定材料，提供较宽范围的压力值。同时具有对所施加压力的速度可根据不同材料特性进行调控的特点。
Description
技术领域
本发明涉及生物材料力学、流体力学传导压强等技术领域，尤其涉及到对低密度、耐静水压值低的生物材料防渗透性能的检测。
背景技术
硬脑(脊)膜组织，是保护大脑和脊髓组织的天然屏障。硬膜缺损易致使引发脑脊液渗漏，因此，需要具有防渗透性能优良的替代材料来修补缺损的硬膜，以满足临床需要。
近年来，随着组织工程和生物材料学科的不断研究与发展，生物膜材料的研究取得了相当程度的进展，研究者们期望其能代替硬脑(脊)膜，保护脑(脊髓)组织，降低术后脑脊液漏的发生率。因此，防渗透性能的优良是评价生物膜材料性能的一个重要指标。
I型胶原膜是采用从动物组织中提取出来的胶原以低浓度，经冷冻干燥工艺和交联工艺而获得的具有三维孔隙结构的类海绵状材料。其胶原纤维形成的免缝合膜状材料力学性能低，拉伸强度(tensile strength)只有60-150KPa，材料的拉伸、缝合性能非常弱。但是由于胶原本身具有很好的止血性能，为此材料同时具有良好的防渗透性。原理为胶原纤维与血液的接触，血小板和胶原纤维快速结合，充填于材料的三维孔隙中并在凝血酶原的协助下，形成粘稠性较高的牢固的粘合。即使如此，在检测材料防渗透性能时，三维的胶原纤维对加在其上的力仍然非常敏感——过大，材料易断裂；过小，检测不出材料粘合的抗渗漏功效，为此对检测低密度、低抗静水压的疏松胶原纤维材料需要一种特殊的检测装置来完成力学性能的测试。
现有防渗透性检测装置(国产YG(B)812型)使用的固定测试样本的夹持器多为金属材质。其适用于高分子合成材料等具有超高密度的织物的防渗透性能的测试，在固定生物膜样品时易出现损坏样品或密封不严的现象。另外，现有防渗透性检测装置施加压力的瞬时速度较快，测试灵敏度较低，当生物膜的耐静水压值很低时，很难对其防渗透性水平做出评价。
生物膜防渗透性检测装置工作原理：采用流体力学液体传导压强的原理，在装置一端无损伤密封固定生物膜，装置另一端根据材料特性盛装一定体积的液体，并通过活塞控制施加液压的速度。通过测试生物膜能承受的最大静液压和在此压力下保持不渗漏的时间来判断其防渗透性能。
发明内容
本发明提供了一种结构简单、操作方便、适用于低密度、耐静水压值低的生物膜防渗透性检测装置。其能无损伤密封固定生物膜材料，能提供较宽范围的压力值，且施加压力的速度可根据不同材料特性进行调控。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种生物膜防渗透性检测装置的结构包括底槽、U型管、夹具和直筒四部分。
作为优选，配置一个长为20～60cm，宽为20～40cm，高为5～10cm的底槽，且在底槽距离中央位置5～20cm处设有一个“凸”型开口，其大小为U型管的1～1.5倍，其两端设有固定柱，柱高为5～50cm，便于固定U型管，并使其保持水平；
作为优选，底槽四周设有挡板，挡板高度为2～10cm，为防止装盛液体或实验完成排放直筒和U型管中液体时洒落台面。
作为优选，底槽两端设有2个出水口，分别距离底边0.5～1cm和1～3cm；其中后者通过直径为0.6～1cm的橡胶软管与U型管上的排水口连接，且其水平高度较U型管排水口低0.5～2cm，便于槽内和U型管中液体排放，易于清洁。
U型管和直筒的磨砂平台能无损伤密封固定生物膜，且平台宽度为0.5～5cm。
U型管磨砂平台和活塞距离底槽2～10cm，方便操作。
U型管的活塞控制液体流速，实现流体力学液体传导压强和控制施加液压的速度。
U型管的内径和高度可根据材料特性进行设计调整，提供较宽范围的压力值，使其适用于各种规格型号和耐静液压能力不同的生物膜材料。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
具体实施方式
如图1，为生物膜防渗透性检测装置，包括底槽1、U型管2、夹具3和直筒4四部分。
底槽1“凸”型开口与U型管2相匹配，其两端设有固定柱1-2，便于固定U型管2，并使其保持水平；底槽1四周的挡板1-1，为防止装盛液体或实验完成排放直筒3和U型管2中液体时洒落台面。U型管2和直筒4的磨砂平台2-1和4-1无损伤固定生物膜，U型管2的活塞2-2控制液体流速，实现流体力学液体传导压强。U型管2的水平管底部设有排水口2-2，通过软管直接与底槽的其中一个排水口1-3连接，便于清理U型管中的液体。底槽上的另一个排水口1-2，可直接与废液桶连接，便于清洁底槽中的液体。
实施例1：单独免缝合胶原膜的防渗透性检测
采用本发明装置检测规格为5×60×60mm的免缝合胶原膜防渗透性能。
取一块5×60×60mm的免缝合胶原膜，放在U型管的磨砂平台上，将直筒放置在胶原膜上，使U型管和直筒完全重合，用夹具无损伤固定。在U型管中盛装液体，使其静液压达3cm水柱(0.294KPa)。实验开始时，打开活塞，观察免缝合胶原膜在此压力下3s内不渗漏。
实施例2：免缝合胶原膜浸润血液后的防渗透性检测
采用本发明装置检测规格为5×60×60mm的免缝合胶原膜防渗透性能。
取一块5×60×60mm的免缝合胶原膜，在新鲜(无抗凝剂)的血液中浸润15秒。将浸润新鲜血液的胶原膜放在U型管的磨砂平台上，将直筒放置在胶原膜上，使U型管和直筒完全重合，用夹具无损伤固定。在U型管中盛装液体，使其静液压达到30cm水柱(2.94KPa)。实验开始时，打开活塞，观察免缝合胶原膜在此压力下5min内不渗漏。
结论：
此设备可以检测低密度、低抗静水压的疏松胶原纤维材料并能控制静液压0～5.88Kpa范围。
Claims (9)
1.一种生物膜防渗透性检测装置，其特征在于其适用于低密度、耐静水压值低的材料防渗透性能的检测，其结构包括底槽、U型管、夹具和直筒四部分，底槽为带有“凸”型开口的封闭四方体，开口大小与U型管相匹配；在开口两端设有固定柱，便于固定U型管，并使其保持水平；底槽四周的挡板，为防止装盛液体或实验完成排放直筒和U型管中液体时洒落台面；U型管和直筒的磨砂平台无损伤固定生物膜，U型管的活塞控制液体流速，实现流体力学液体传导压强；U型管的水平管底部设有排水口，通过橡胶软管直接与底槽的其中一个排水口连接；U型管设有1个活塞，活塞距离底槽2～10cm；U型管的磨砂平台与活塞在同一水平高度。
2.根据权利要求1所示的一种生物膜防渗透性检测装置，其特征在于：长为20～60cm，宽为20～40cm，高为5～10cm的底槽正上方，距离中央位置5～20cm处设有一个“凸”型开口，其大小为U型管的1～1.5倍。
3.根据权利要求1所示的一种生物膜防渗透性检测装置，其特征在于：底槽“凸”型开口两端设有固定柱，柱高为5～50cm。
4.根据权利要求1所示的一种生物膜防渗透性检测装置，其特征在于：底槽四周挡板高度为2～10cm。
5.根据权利要求1所示一种生物膜防渗透型检测装置，其特征在于：底槽两端设有2个出水口，分别距离底边0.5～1cm和1～3cm；其中后者通过直径为0.6～1cm的橡胶软管与U型管上的排水口连接，且其水平高度较U型管排水口低0.5～2cm。
6.根据权利要求1所示的一种生物膜防渗透性检测装置，其特征在于：U型管内径为1-20cm。
7.根据权利要求1所示的一种生物膜防渗透性检测装置，其特征在于：U型管高度为10-100cm。
8.根据权利要求1所示的一种生物膜防渗透性检测装置，其特征在于：U型管和直筒的磨砂平台宽度为0.5～5cm。
9.根据权利要求1所示的一种生物膜防渗透性检测装置，其特征在于：U型管磨砂平台距离底槽2～10cm。
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