《仿生血液循环系统的脉动生物反应器的差压调节器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仿生血液循环系统的脉动生物反应器的差压调节器.pdf（5页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)授权公告号 CN 101381679 B (45)授权公告日 2012.05.09 CN 101381679 B *CN101381679B* (21)申请号 200810151184.6 (22)申请日 2008.09.28 C12M 3/00(2006.01) C12M 1/36(2006.01) A61F 2/24(2006.01) A61B 17/00(2006.01) (73)专利权人 陕西科技大学 地址 710021 陕西省西安市未央区大学园陕 西科技大学 (72)发明人 宁铎 马建中 魏旭峰 顾春虎 董小超 黄建兵 郝鹏飞 刘飞航 郭飞飞 (74)专利代理机构 西安通大专。
2、利代理有限责任 公司 61200 代理人 张震国 US 2006041248 A1,2006.02.23, 全文 . EP 1391611 A2,2004.02.25, 全文 . CN 201284346 Y,2009.08.05, 权利要求 1-2. (54) 发明名称 仿生血液循环系统的脉动生物反应器的差压 调节器 (57) 摘要 仿生血液循环系统的脉动生物反应器的差压 调节器， 包括壳体以及设置在壳体上端的与壳体 的空腔相连通的折叠囊， 在壳体内设置有软负载， 壳体与折叠囊形成一个密闭的腔体， 在该密闭的 腔体内填充有液体， 壳体的上端还设置有支架， 支 架的上端螺纹连接有丝杠， 丝杠与。
3、折叠囊之间设 置有弹簧， 软负载通过进液口和出液口分别与系 统回路中的培养腔和电动阀门相连通。如果将动 脉血流对血管壁的压力在 70-110mmHg 之间分解 成了 90mmHg 的恒定压力的基础上， 再叠加一个幅 度为 20mmHg 的脉动压力来实现， 本发明通过手柄 转动丝杠来调节弹簧的压力并通过液体均匀施加 给软负载的方法， 不但可完全根据实际需要实現 压力差调节和控制， 而且能够按照所设计的压力 曲线随时间进行变化的功能。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 王璟 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 C。
4、N 101381679 B1/1 页 2 1. 仿生血液循环系统的脉动生物反应器的差压调节器， 其特征在于 ： 包括壳体 (8) 以 及设置在壳体(8)上端的与壳体(8)的空腔相连通的折叠囊(2)， 在壳体(8)内设置有软负 载 (1)， 壳体 (8) 与折叠囊 (2) 形成一个密闭的腔体， 在该密闭的腔体内填充有液体 (5)， 壳 体的上端还设置有支架 (9)， 支架 (9) 的上端螺纹连接有丝杠 (4)， 丝杠 (4) 与折叠囊 (2) 之间设置有弹簧(3)， 软负载(1)通过进液口(7)和出液口(6)分别与系统回路中的培养腔 及电动阀相连通。 2. 根据权利要求 1 所述的仿生血液循环系。
5、统的脉动生物反应器的差压调节器， 其特征 在于 ： 所说的丝杠 (4) 上还设置有调节手柄 (10)。 权 利 要 求 书 CN 101381679 B1/2 页 3 仿生血液循环系统的脉动生物反应器的差压调节器 技术领域 0001 本发明涉及一种液压系统中压力差的控制装置， 特别涉及一种仿生血液循环系统 的脉动生物反应器的差压调节器。 背景技术 0002 在日常生活和科学试验中， 经常遇到根据实际需要调节压力差的问题， 如人身体 的血液循环系统中， 通常动脉血流对血管壁的压力在 70110mmHg 之间按照一定规律周 期性变化， 随着科学技术的发展， 通过仿生学系统来培养或者生长细胞等以满足。
6、医疗疾病 过程中的需求， 己经基本具备条件， 把目前心脏瓣膜上细胞培养由静态环境改进成模拟人 身体中的血液循环系统动态培养， 则将会极大的提高植入人体内的心脏辨膜上细胞的成活 率。所以研制模拟人心脏血液循环系统具有很大的实用意义。 0003 目前还没有成熟的仿生脉动生物反应器产品， 在报道的几个试验样机中都是通过 具有定弹性的软管在压力增大时的形变来实现对人造心脏收缩时培养液压力差的调节 等方法来实现压力差调节的。虽然这些方法基本上可以实現对高压的调节功能， 但是无法 实现压力差数据根据实际需要的调整以及按压力曲线的调整等更复杂的功能。 所以研制一 种能够拫据实际要求调整压力差并按照定压力曲线。
7、变化的自动压力差调节器就显得十 分必要。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服现有技术的缺点， 提供了一种结构简单、 使用方便， 不但能 够根据实际需要实现压力差调节， 而且能够按照所设计的压力曲线随时间进行变化的仿生 血液循环系统的脉动生物反应器的差压调节器。 0005 为达到上述目的， 本发明采用的技术方案是 ： 包括壳体以及设置在壳体上端的与 壳体的空腔相连通的折叠囊， 在壳体内设置有软负载， 壳体与折叠囊形成一个密闭的腔体， 在该密闭的腔体内填充有液体， 壳体的上端还设置有支架， 支架的上端螺纹连接有丝杠， 丝 杠与折叠囊之间设置有弹簧， 软负载通过进液口和出液口分别与系统回路中的。
8、培养腔和电 动阀相连通。 0006 本发明的丝杠上还设置有调节手柄。 0007 本发明将动脉血流对血管壁的压力在 70110mmHg 之间分解成了 90mmHg 的恒定 压力的基础上， 通过丝杠及弹簧的作用再叠加一个幅度为 20mmHg 的压力， 不但可完全根据 实际需要实現压力差调节， 而且能够按照所设计的压力曲线随时间进行变化的功能。 附图说明 0008 图 1 是本发明的整体结构示意图。 具体实施方式 说 明 书 CN 101381679 B2/2 页 4 0009 下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。 0010 参见图1， 本发明包括壳体8以及设置在壳体8上端的与。
9、壳体8的空腔相连通的折 叠囊 2， 在壳体 8 内设置有软负载 1， 壳体 8 与折叠囊 2 形成一个密闭的腔体， 在该密闭的腔 体内填充有液体 5， 壳体的上端还设置有支架 9， 支架 9 的上端螺纹连接有丝杠 4， 丝杠 4 上 还设置有调节手柄 10， 丝杠 4 与折叠囊 2 之间设置有弹簧 3， 软负载 1 通过进液口 7 和出液 口 6 分别与系统回路中的培养腔和电动阀相连通。 0011 本发明采用软负载 1 来模拟血管， 通过折叠囊 2、 弹簧 3 与杠 4 组成可调节容积 和压力的液压体构成自动压力差调节器 ； 而且软负载 1 一直处于液体 5 的包围之中。折叠 囊 2 仅在纵向。
10、高度上的变化引起液体 5 容积的变化 ； 也就是说折叠囊 2 在横向方向上是恒 定不变的。通过调节弹簧 2 压缩程度来控制液体 5 所承受的压力， 再根据液体 5 不可压缩 及等压传递的原理， 把这个压力均匀的施加给软负载 1。 0012 又由于高压的高低与软负载 1 容积的增大程度近似成反比， 所以当模拟心脏每 次收缩时培养液通过进液口7冲流过来导致软负载1容积增大的程度决定了高端压力的升 高幅度， 而软负载 1 容积增大的多少取决于其周围液压体对其施加的压力， 这样通过调节 手柄 10 转动丝杠 4 的方法来调节弹簧 3 对液体 5 的压力， 并通过液体 5 将该压力传送并均 匀施加给软负。
11、载 1， 以保证软负载 1 体积的增加处于完全受控状态， 从而有效的实现对压力 差的调节和控制。 0013 本发明在大范围调整时通过选择不同弹性模量的弹簧 3( 粗调 ) 实现， 其中弹簧 3 的弹性系数根据实际实验结果来具体确定 ； 在小范围调整时通过柄转动丝杠 4( 细调 ) 实 现， 从而进一步实现跳变点时把最佳压力均匀准确的施加给软负载上。根据实际需要实现 对包围软负载1的液体5压力的有效控制 ； 并进而根据液体不可压缩及等压传递的原理， 把 该压力均匀的施加给软性负载， 从而实现当模拟心脏收缩时冲流过来的培养液导致软性负 载体积膨胀时对其体积增大部分的有效控制也即达到了控制高压量的目标。 0014 本发明模拟人的血液循环系统压力等参数的基本原理是 ： 在通过闭环控制系统实 现的恒定压力曲线的基础上再叠加一个通过压力差调节器调节的适当压力差曲线， 就可以 实现模拟人的心脏血液循环系统的压力曲线了。 例如心脏瓣膜细胞生长的某一段时间内要 求其压力在 70-110mmHg 之间， 将软负载 1 调节为 90mmHg， 然后再叠加上压力差调节器调节 出来的幅度为 20mmHg 的压力则可实现。 说 明 书 CN 101381679 B1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 。