[发明专利]多角度医用器材穿入和穿过组织摩擦性能仿真模拟测试器

说明书

技术领域

本发明涉及医用器械领域，具体是一种多角度医用器材穿入和穿过组织摩擦性能仿真模拟测试器。

背景技术

生物医用器材在使用中的有很大一部分是要穿入或穿过生物组织的，如手术缝合线，手术针，注射器针头和心脏支架等。随着手术向着微创和精细化的方向发展，以及人们对使用体验日益重视，医用器材除了满足医疗器材基本的要求外，其摩擦性能也受到越来越多的关注。特别是对一些脆而敏感的人体组织，如血管、眼球等，减少医用器材穿入或穿过带来的摩擦和磨损极为重要。以手术缝合线为例，在人体组织缝合时，较大的摩擦和磨损也会引起组织的破损，如皮肤、筋膜和肌腱这种愈合较慢的人体组织。特别对于皮肤组织，在愈合伤口周围留下难易去除的缝合疤痕，极大地影响美观，影响患者的术后体验。微创手术避免了表面较大的损伤，以机械臂代替人手以电脑辅助，在生物体内精心进行手术，手术后缝合也是机械臂来完成。这对缝合提出了更高的要求，精确掌握手术缝合针和缝合线手术时的摩擦学数据更为重要。

对于坚硬的医用器材可刺破组织，而对于柔软的医用器材要通过坚硬医疗器材的牵引而穿过组织，这需要对穿入和穿过两个过程分别研究摩擦性能。文献和资料表明，对于坚硬医疗器材的穿入组织摩擦性能测试已经有一定的进展，比如对于手术针和注射针的摩擦研究，研究主要采用将医用器材夹持于力学测试仪器测试其刺入组织的力。对于柔软医用器材穿过组织的摩擦学的是多采用纱线和产业用绳索的摩擦性能有相应仪器和测试方法，但其涉及的测试装置与方法不能有效的模拟医用缝合线缝合过程摩擦性能测试。已有的测试织物用纱线的摩擦性能的方法如下：(1)纱线摩擦系数仪，通摩擦系数来衡量织物用纱线的摩擦性能，该种仪器采用绞纱模拟装置测试纱线之间的摩擦系数，或者采用绞盘模拟装置测试纱线与金属圆盘之间的摩擦性能，有研究者提供一种能够按照绞纱法、绞盘法或将二者结合起来进行测试的仪器(如中国专利公开号CN201548481U)，但缝合线是穿过生物组织(软性材料)，和纱线在金属表面的摩擦有很大不同，不能直接反映手术线缝合线摩擦性；(2)测试纱线的耐摩擦次数来评价其摩擦性能(如中国专利公开号CN102435521U、公开号CN203117064U)，该方法适合于绳索、线缆等材料的摩擦性能评价，但是与医用缝合线一次穿过相差甚远，不可用于模拟缝合线缝合的摩擦学性能；(3)东华大学王璐团队自主研发了该测试缝合线摩擦学性能的设备(中国专利公开号CN103926195A)，该设备成为首个能直接用于测试缝合线穿过人体组织摩擦性能的设备，填补了我国在测试缝合线摩擦学这方面的空白。该缝合线摩擦测试仪可以实现测试缝合线垂直穿过人体组织、以及缝合线对缝合线的摩擦力。

然而，在模拟医用器材在实际穿入或穿过过程的摩擦性能方面，还是有一定的局限性，比如：1)在实际工况中，医用器材的穿入和穿过经常以一定的角度与组织接触，该角度影响医用器材与组织的接触面积以及摩擦力的方向，因而对医用器材与组织的摩擦学相互作用有着极为重要的影响，特别是手术针和缝合线；2)在穿入或穿过的过程中会有体液的存在，体液有可能影响医疗器材的结构，也有可能在医疗器材表面形成润滑膜，因而仪器的设计也需考虑如何研究润滑介质对医疗器材摩擦性能的影响；3)测试的速度、温度、不同力学性能的人体组织等也是影响医疗器材这一摩擦学体系性能的重要因素。

目前，还没有一台仪器能够全面考虑上述因素，真实模拟医疗器材在穿入和穿过组织过程的摩擦性能测试仪器。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种从摩擦学角度设计和开发用于模拟手术缝合实际工况条件的医用器材穿入和穿过过程摩擦性能测试装置，实现两个过程的摩擦性能在同一台仪器测试。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种多角度医用器材穿入和穿过组织摩擦性能仿真模拟测试器，包括：组织夹持装置，所述组织夹持装置用于夹持待测试组织；医用器材夹持装置，所述医用器材夹持装置用于固定医用器材，所述医用器材夹持装置与所述组织夹持装置对应；角度调节装置，所述角度调节装置与所述组织夹持装置连接；连杆，所述连杆的一端与所述角度调节装置连接，所述连杆的另一端与强力拉伸仪连接。