血管支架体外脉动耐久性测试仪在医疗领域中具有至关重要的地位。随着心血管疾病的高发,血管支架的应用越来越广泛,而其质量和性能直接关系到患者的生命健康。这款测试仪主要用于对血管支架的耐久性和性能进行全面评估,确保其在临床应用中的安全性和可靠性。血管支架在人体内需要长期发挥支撑动脉内壁、防止血管再狭窄的作用。然而,在实际使用过程中,支架会面临多种挑战,如材料疲劳、腐蚀、力学性能退化等。如果支架的耐久性不足,可能会在使用过程中出现变形、断裂或移位等问题,从而影响治疗效果甚至导致并发症。因此,通过血管支架体外脉动耐久性测试仪对支架进行严格的检测,能够及时发现潜在问题,为患者的健康提供有力保障。
测试仪通常由测试装置、载荷系统、测试仪器和数据分析系统等部分组成。测试装置模拟人体血管的环境,为支架提供测试场所;载荷系统施加不同的力和压力,模拟真实血管环境中的应力;测试仪器测量和记录支架在不同载荷下的性能指标;数据分析系统则对测试数据进行收集、分析和比较,生成详细的测试报告。
测试仪的组成与原理
(一)系统组成
血管支架耐久性测试仪的系统组成十分复杂且精密。主机系统作为核心控制部分,协调各个子系统的运行。闭环脉动压力测试系统能够模拟人体血管内的血流动力学条件,为血管支架提供周期性的机械应力。温度控制系统包含经过校准的温度控制和测量系统,给支架提供测试温度,通常保持在 37℃±2℃,这个温度模拟了人体内部的环境,对于准确评估血管支架的性能至关重要。激光直径测量系统可以实时监测血管支架的形变情况,经过校准和确认的激光测量装置能够精确测量支架的直径变化。
工作原理
血管支架耐久性测试仪基于力学原理工作。人体血管内的环境复杂多变,血管支架在其中会受到不同程度的压力和循环负载。测试仪通过模拟这些负荷情况,测量血管支架在压力作用下的变形程度,从而评估其耐久性能。
具体来说,测试仪通过循环加载测试和恒定应力测试两种方式进行评估。循环加载测试施加模拟周期性应力,通常测试数百万次循环以模拟多年使用。在高频循环加载下,测试仪如同人体心脏的跳动一般,周期性地对血管支架施加应力,考验支架在长期反复受力情况下的耐久性。恒定应力测试则施加持续的静态应力,评估支架在恒定压力下的变形和性能退化。这种测试方式可以模拟血管支架在某些特定情况下所承受的持续压力,如血管壁的长期压迫等。
通过这些测试方法,测试仪能够准确地评估血管支架的循环寿命、断裂点、最大形变量、材料疲劳特性等关键指标。这些指标对于判断血管支架的质量和性能至关重要,为医疗器械制造商和监管机构提供了重要的参考数据。
技术参数与执行标准
(一)技术参数
控制系统:通常采用 PLC 带 PC 电脑的控制系统,能够实现精确的控制和数据处理。这种控制系统具有稳定性高、可靠性强的特点,可以确保测试过程的准确性和可重复性。
水泵:采用无级变速流量控制的水泵,可以根据不同的测试需求调整流量,模拟人体血管内的血流变化。例如,在测试过程中,可以根据需要调整水流速度,以模拟不同的生理状态。
接头:不同血管需要不同接头,一般采用快插接头,由 304 材料制作。这种接头具有耐腐蚀、密封性好的特点,可以确保测试过程中不会出现泄漏等问题。
转盘:测试角度可 360 度旋转的转盘,能够满足不同角度的测试需求。例如,在模拟血管弯曲等情况下,可以通过调整转盘角度来实现更真实的测试环境。
血管距离:可任意调节的血管距离,使得测试仪可以适应不同尺寸的血管支架和模拟血管。这样可以提高测试的灵活性和通用性。
恒温槽温度范围:一般为 0 - 99 度可任意设置温度,容量通常为 15L。温度应控制在 37℃±2℃,这个温度模拟了人体内部的环境,对于准确评估血管支架的性能至关重要。如果使用其他温度,应说明所选择的温度是最恶劣情况或相当情况,并且要求温度在整个测试过程中保持稳定。
外壳:由 304 不锈钢制作,表面喷塑,具有耐腐蚀、坚固耐用的特点。
支架直径范围:通常为 2.5 - 40mm,可以满足不同尺寸血管支架的测试需求。模拟血管数目一般为 3 - 6,可以同时对多个血管支架进行测试,提高测试效率。
脉频率:0 - 50Hz 的脉频率,可以模拟不同的心跳频率。例如,针对该测试方法,确定为 1.2Hz 或每分钟 72 次心跳,这与人体正常的生理脉动频率相近。
温度:如前所述,温度应控制在 37℃±2℃。实际的温度和精度应由具有资质的使用者记录,以确保测试结果的准确性。
溶液:测试溶液应是磷酸盐缓冲溶液或相同作用的溶液。如果在其他环境下进行测试,应给出说明和理由。这种溶液可以模拟人体血液的环境,对血管支架进行更真实的测试。
生理压力:预期血管中的压力变化。评价冠状动脉支架脉动疲劳的压力范围一般建议为 80mmHg~160mmHg。这个压力范围模拟了人体冠状动脉内的压力变化,对于评估血管支架的耐久性具有重要意义。
执行标准
血管支架耐久性测试仪执行的标准有 YY/T 0808 - 2010、YY/T 0663.1 - 2014、YY/T 0663.2 - 2016、ASTM F 2477 - 07 等。这些标准涵盖了血管支架体外脉动耐久性测试的各个方面,包括测试方法、技术参数、结果评价等。例如,YY/T 0808 - 2010 标准详细规定了血管支架体外脉动耐久性标准测试方法,包括测试方法概述、样品规格、状态和准备工作、仪器、测试参数、测试报告等内容。YY/T 0663.1 - 2014 和 YY/T 0663.2 - 2016 标准则分别对心血管植入物血管内器械的不同部分进行了规范。ASTM F 2477 - 07 标准是血管支架体外搏动耐久性测试的标准试验方法,为测试仪的设计和使用提供了重要的参考依据。这些标准的执行,确保了血管支架耐久性测试仪的测试结果准确可靠,为血管支架的质量把控提供了有力保障。
测试方法与应用领域
测试方法
生理压力测试方法:该方法要求模拟血管在生理压力、脉动速度,和尽可能高的测试频率下具有与自体血管相似的顺应性。具体来说,通过向模拟血管内注入一定体积的液体引起模拟血管内径的变化,从而使支架承受流体负载,模拟支架在体内的受载情况。典型的耐久测试期相当于 10 年时间(按照每分钟 72 次心跳计算)或至少 3 亿 8 千万次心动周期。在测试过程中,应确保模拟血管在生理压力下的脉动速度和测试频率尽可能接近人体自体血管的情况,以获得更准确的测试结果。
直径控制方法:该测试方法需要使用直径测试系统和模拟血管来保证在测试频率下达到预期的支架直径的最小值和最大值,或相同的直径变化量以及支架平均直径。无法直接测量支架时,可以通过测量模拟血管外径和通过支架外径与模拟血管外径之间关系的换算得到支架外径。这种方法可以更精确地控制支架的直径变化,从而更好地模拟支架在体内的受载情况。
应用领域
血管支架体外脉动耐久性测试仪广泛应用于医用血管支架的设计、生产、质量控制和监管等各个环节。
在医疗器械制造商方面,该测试仪为其提供了重要的参考数据,帮助制造商改进产品设计和材料选择,提高血管支架的质量和性能。通过对血管支架进行严格的耐久性测试,制造商可以及时发现潜在问题,优化生产工艺,确保产品在临床应用中的安全性和可靠性。例如,制造商可以根据测试仪得出的循环寿命、断裂点、最大形变量、材料疲劳特性等关键指标,对不同材料和设计的血管支架进行比较和评估,选择最优的方案进行生产。
对于监管机构来说,血管支架体外脉动耐久性测试仪是确保医疗器械质量和安全的重要工具。监管机构可以依据测试仪执行的标准,如 YY/T 0808 - 2010、YY/T 0663.1 - 2014、YY/T 0663.2 - 2016、ASTM F 2477 - 07 等,对血管支架进行严格的检测和评估,确保市场上的血管支架符合质量和安全标准。只有通过了耐久性测试的血管支架才能获得市场准入许可,从而保障患者的生命健康。
此外,测试仪还可以应用于科研领域,为研究人员提供了研究血管支架性能和失效机制的重要手段。通过对不同类型的血管支架进行测试和分析,研究人员可以深入了解血管支架在体内的受载情况和失效模式,为开发更先进的血管支架技术提供理论依据。
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