[发明专利]一种人工心脏瓣膜支架的平面成型模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工心脏瓣膜支架的平面成型模具。

背景技术

目前，对于患有重症心脏瓣膜病的患者，通过外科手术进行人工瓣膜替换是最终唯一有效的治疗方法。自从1965年，生物瓣首次植入人体以来，由于它较机械瓣具有优良的生物相容性和中心流道，在临床中得到广泛应用。经过四十多年的发展，生物瓣在流体力学性能、与机体相容性以及瓣功能的持久性方面都达到了可以接受的程度，但都还未达到人体天然心瓣的理想标准，因此研究生物瓣膜的应力分布情况及其影响因素具有十分重要的理论价值和现实意义。目前国际上技术水平较为先进、性能较为良好的生物瓣为美国Medtronic公司制造的Hancock瓣、美国Edwards公司制造的Carpentier-Edwards瓣等几种瓣型。我国生物瓣膜无论从瓣型设计还是加工方法及制作工艺与国外的产品都有一定的差距。

人工心脏瓣膜是由瓣叶、支架和缝合环三部分构成的，其中，支架的形状、瓣叶形状材质是决定人工心脏瓣膜是否具有近似自然瓣的流体力学性能的关键因素，现有技术中的人工心脏瓣膜之所以在流体力学性能、与瓣功能的(耐)持久性等方面未达到理想状态，与瓣叶形状、支架形状的不合理及加工技术落后有莫大的关系。

发明内容

针对上述现有技术，本发明将传统设计理论与现代设计方法相结合，对圆柱面、圆球面、旋转抛物面、椭球面四种不同型面的生物瓣膜进行了几何非线性分析，进行了比较，并以三维造型软件为工具，通过CAD/CAM技术设计出了一种与人体相容性更好的、性能更加的人工心脏瓣膜支架，并设计出了人工心脏瓣膜支架的平面成型模具。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种人工心脏瓣膜支架，包括三段首位连接的互为120°的重复单元，重复单元是由曲线部分和连接在曲线部分两段的过渡部分构成的，所述曲线部分是方程为x²+y²+z²＝r²的球面与方程为(x-d)²+y²＝[d-(z+r)tanα]²的圆锥面所形成的交线，其中，x、y、z各代表曲线空间坐标的横坐标、竖坐标、纵坐标，r代表球面的半径，d代表圆锥轴线的位置参数，α代表圆锥倾角；所述过渡部分由一段直线和一段圆弧组成，圆弧与曲线部分通过直线拟合(即：直线的一端与曲线部分连接，与曲线相切，直线的另一端与圆弧连接，与圆弧相切)，圆弧圆心角为90°。

所述r为12.5mm，d为13.25mm，α为5°，圆弧半径为2.5mm，直线的长度为2.7mm。

所述重复单元是由镍钛合金制成的。

一种人工心脏瓣膜支架的平面成型模具，由模架、模柄、凸模、凹模和合金丝固定装置构成，其中，模架包括导柱、上底座和下底座，上底座通过导套与导柱滑动连接，下底座固定在导柱下端，模柄设在上底座上；凸模和凹模相互配合，凸模和凹模相对的表面为与人工心脏瓣膜支架轮廓线相配合的曲面，凸模由中间齿凸模及设在其两侧的两侧齿凸模构成，中间齿凸模上部设有弹性体，凸模通过弹性体与模柄连接；凹模下部设有两个弹性体，凹模通过弹性体与下底座连接；合金丝固定装置包括合金丝固定座、两块合金丝压板和挡板，合金丝固定座设在下底座上，合金丝固定座上设有用于固定合金丝的V型槽，合金丝压板通过螺栓与下底座及合金丝固定座相连接，合金丝压板一侧设有弹性体，弹性体通过螺栓与两块合金丝压板连接，使用时，两块合金丝压板通过螺栓和弹性体将合金丝进行夹紧，挡板通过螺栓与合金丝固定座相连接。

所述弹性体通过螺栓与相对应的中间齿凸模、上底座、凹模或下底座相连，通过弹性体作用使瓣架三个齿的形状比较均匀。

所述弹性体为聚氨酯弹性体。

所述与下底座及凹模相连的弹性体为硬度较大的聚氨酯弹性体。

本发明的人工心脏瓣膜支架的平面成型模具具有自动切断功能。

本发明对圆柱面、圆球面、旋转抛物面、椭球面四种不同型面瓣叶进行几何非线性分析，并以分析结果为依据，采用圆球面与圆锥面相交的交线为人工生物瓣膜支架的基本形状，其力学性能最佳，并设计了其平面成型的模具。本发明为下一步瓣架的加工、瓣膜动物实验和临床应用打下了基础。

附图说明

图1为圆球面型瓣叶造型及投影图，其中，(a)为曲面相交造型效果图，(b)为曲面相交造型线条图，(c)为瓣叶投影图。

图2为圆柱面型瓣叶造型及投影图，其中，(a)为曲面相交造型效果图，(b)为曲面相交造型线条图，(c)为瓣叶投影图。