УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭНДОВАСКУЛЯРНОЙ ЭМБОЛИЗАЦИИ IN VITRO Российский патент 2018 года по МПК A61B17/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для изучения процессов эндоваскулярной эмболизации растворами, например, полимеров, претерпевающими фазовое расслоение или полимеризацию непосредственно в процессе эмболизации и превращающимися в твердый эмбол. Устройство позволяет оценить качество эмболизации в зависимости от скорости кровотока в капиллярной системе и вязкости полимерного раствора.

Устройство характеризуется наличием системы каналов, имитирующих систему капилляров, которая занимает площадь, равную размерам операционного поля.

Уровень техники

Из уровня техники известны устройства, использующие модели системы сосудов, предназначенные для проведения различных исследований готовых стентов/эмболов в условиях одинарного сосудистого русла, а именно:

1. ASTM F 2394 - 04 «Standard Guide for Measuring Securement of Balloon Expandable Stent Mounted on Delivery System».

2. bttp://www.bifurc.net/files/medtool/webmedtool/icpstool/botm0615/pdf00001.pdf. Дата обращения: 22.09.2017.

3. , . Trackability measurement of coronary stent in a coronary vessel modell. 2008, Budapest, 29-30 May 2008.

4. US 2008/0076101 A1. Forming vascular diseases within anatomical models.

5. http://www.onlinereg.ru/aevents2/abstracts/82012/abstract.doc. Дата обращения: 20.09.2017.

6. SU 134700. Устройство для моделирования кровеносной системы анатомических органов.

В частности, известно устройство (ASTM F 2394-04 «Standard Guide for Measuring Securement of Balloon Expandable Stent Mounted on Delivery System»), позволяющее проводить испытания полимерных стентов при моделировании их поведения в коронарных артериях. Полимерные стенты изготавливаются предварительно и используются в устройстве в готовом варианте исполнения. Устройство предназначено для измерения силы, необходимой для проталкивания стентов (баллонов) по модельному артериальному каналу.

Известно устройство (bttp://www.bifurc.net/files/medtool/webmedtool/icpstool/botm0615/pdf00001.pdf Дата обращения: 22.09.2017.) для прокачивания воды/модельной среды через полимерный стенд с целью определения качества полимерного изделия (стента). Стенты для данного устройства изготавливаются с сетчатой структурой. Устройство, представляющее собой Т-образный канал, используется для выявления условий in vitro, наиболее близких к клиническим условиям. В устройстве также используются готовые стенты, предназначенные для одного кровеносного русла. Испытания стента проводят посредством подачи воды/модельной среды при различных давлениях, оценку качества стента проводят визуально.

Известно устройство ( , . Trackability measurement of coronary stent in a coronary vessel modell. 2008, Budapest, 29-30 May 2008.), представляющее собой один извитый гибкий катетер на основе поливинилхлорида, предназначенный для оценки качества коронарных стентов. Устройство позволяет исследовать биометаллические стенты.

Известно устройство (US 2008/0076101 А1), представляющее собой модель системы кровеносных сосудов. Устройство выполнено с возможностью изменения элементов конструкции, тем самым позволяя моделировать различные патологии кровеносной системы. Устройство выполнено на основе поливинилового спирта.

Известно устройство (http://www.onlinereg.ru/aevents2/abstracts/82012/abstract.doc. Дата обращения: 20.09.2017.), представляющее собой модель бифуркации сонной артерии, предназначенное для изучения гемодинамических параметров в координатах скорость-давление, расход-поток энергии.

Известно также устройство для моделирования кровеносной системы анатомических органов (SU 1347090), содержащее эластичную трубку, имитирующую кровеносный сосуд. Использование предлагаемого устройства в экспериментальной медицине позволяет повысить точность измерения кровотока импедансным методом и тем самым существенно сократить затраты времени на обследование пациента, уменьшить время пребываний больных в стационаре и значительно увеличить достоверность диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы организма без применения опасных, времяемких, сложных и кровавых инвазивных методов диагностики.

Однако все перечисленные устройства не обеспечивают возможности моделирования эндоваскулярной эмболизации растворами, например, полимеров, претерпевающими фазовое расслоение или полимеризацию непосредственно в процессе эмболизации.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего возможность изучения процесса эмболизации на модели капиллярной системы человека.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является возможность оценки качества эмболизирующих растворов при различных скоростях капиллярного кровотока, в частности, при размерах сосудов от 0,1 до 1 мм, скорости кровотока от 0,03 до 0,05 мл/с, вязкости растворов от 0,01 до 0,1 Па*с.

Поставленная задача решается тем, что устройство для моделирования in vitro эндоваскулярной эмболизации растворами, претерпевающими фазовое расслоение непосредственно в процессе эмболизации и превращающимися в твердый эмбол, включает размещенные на основании (или в корпусе) систему (или группу) пластин, состоящую из, по меньшей мере, двух пластин - верхней и нижней, где одна из пластин (например, верхняя) с внутренней стороны имеет рельефную поверхность, образующую при совмещении со второй пластиной (например, нижней) систему каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, при этом устройство имеет два входных патрубка, один из которых предназначен для подачи воды или модельной среды в систему каналов под давлением, имитирующей ток крови в капиллярной системе, а второй - для подачи эмболизирующего раствора; а также выходной патрубок, предназначенный для удаления воды или модельной среды, из системы каналов, при этом верхняя пластина выполнена из прозрачного материала (например, оргстекла), а нижняя пластина выполнена из материала, нейтрального по отношению к исследуемому раствору и обеспечивающего герметизацию системы каналов при совмещении пластин (например, силикона).

В предпочтительном варианте выполнения устройство снабжено держателями или прижимными элементами, обеспечивающими неподвижное размещение системы пластин на основании (или в корпусе). При этом пластины выполнены съемными и разборными - для удаления твердого эмбола и осуществления промывки системы каналов.

В одном из вариантов осуществления изобретения система каналов, имитирующих капиллярную систему, может быть выполнена лазерной резкой.

Каналы системы, имитирующие отдельные капилляры, могут иметь различный диаметр от 0,1 мм до 1 мм с плавным переходом от канала с одним поперечным размером к каналу с другим поперечным размером или с плавным (изменением) уменьшением диаметров каналов от входа в систему к ее центральной части и плавным (изменением) увеличением диаметров каналов от центральной части системы каналов к выходу. Система каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, может занимать участок пластины площадью от 50 до 100 см. Система каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, содержит, по меньшей мере, четыре ветви, имеющие параллельное соединение с входным и выходным патрубками, при этом, по меньшей мере, каждая из двух ветвей имеют, по меньшей мере, два разветвления; каждое разветвление в дальнейшем вновь делится на 3-4 ветви, при этом создается разветвленная сеть каналов малого диаметра. Внутренний объем системы капилляров равен не менее 200 мм³, суммарная длина капилляров - не менее 1500 мм.

Основание (или корпус) может быть снабжено ложементом для размещения системы пластин. Устройство также может быть снабжено воздушной подушкой, размещенной на основании под пластинами для герметизации контакта верхней и нижней пластин с целью предотвращения утечки воды или модельной среды при заполнении подушки воздухом, при этом воздушная подушка снабжена средством для подачи воздуха.

Заявляемое устройство с описанной топологией системы каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, позволяет проводить исследования поведения эмболизирующих растворов с вязкостью от 0,01 до 0,1 Па*с при скорости кровотока от 0,03 до 0,05 мл/с.

Характерными признаками заявляемого устройства являются:

- двумерная модель топологии системы каналов, имитирующей реальную трехмерную топологию кровеносного русла с диаметрами каналов, соответствующих диаметрам реальных сосудов и регулируемой скоростью подачи воды/модельной среды, соответствующей реальной скорости протекания крови в капиллярах;

- разборная система пластин, обеспечивающая, с одной стороны, легкость в очистке устройства, и герметичность - с другой.

- возможность визуальной оценки качества разрабатываемых составов растворов по месту расположения образующегося эмбола.

Известных технических решений аналогичного назначения с подобной совокупностью существенных признаков при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется графическими изображениями. На фиг. 1 представлено схематичное изображение устройства (вид сверху и разрез) с поворотными держателями и фиксаторами для системы пластин - верхней и нижней. На фиг. 2 и фиг. 3 представлены поперечные сечения устройства в двух плоскостях (А-А и Б-Б), на которых видны составные части конструкции устройства, включая воздушную подушку для обеспечения плотного прилегания верхней и нижней пластин друг к другу, при заполнении воздушной подушки газовой средой. На фиг. 4 представлена верхняя пластина в двух проекциях: вид сверху и слева. На фиг. 5 представлена верхняя пластина с узлом сопряжения канала подачи эмболизирующего раствора в двух проекциях: вид сверху и спереди. На фиг. 6 представлена блок-схема системы для моделирования эндоваскулярной эмболизации, содержащего заявляемое устройство (модель операционного поля). На фиг. 7 представлена фотография экспериментального образца заявляемого устройства, на фиг. 8 - фотография системы, содержащей заявляемое устройство.

Позициями на чертежах обозначены:

1. Нижняя часть корпуса (или основание)

2. Нижняя пластина

3. Верхняя часть корпуса

4. Верхняя пластина

5. Воздушная подушка

6. Фиксатор

7. Крепление фиксатора 6 к верхней части корпуса 3 и соединение в жесткую конструкцию верхней 3 и нижней 1 частей корпуса

8. Шарик фиксатора 6

9. Поворотный держатель верхней 4 и нижней 2 пластин

10. Ось вращения поворотного держателя 9

11. Выемки для сопряжения с шариком фиксатора 8

12. Прижимной элемент верхней 4 и нижней 2 пластин

13. Крепление прижимного элемента 12 к поворотному держателю 9

14. Каналы капиллярной системы

15. Входной патрубок

16. Выходной патрубок для удаления воды/модельной среды

17. Точки соединения каналов капиллярной системы 14 верхней пластины 4 с входным патрубком 15 и выходным патрубком для удаления воды/модельной среды 16

18. Резьбовые отверстия для соединения со штуцерами

19. Резьбовые отверстия для дополнительного крепления штуцеров к верхней пластине

20. Место расположения входного патрубка (трубки) 23 на узле сопряжения 21

21. Узел сопряжения канала подачи эмболизирующего раствора 20 с верхней пластиной 4

22. Отверстия для крепления узла сопряжения канала подачи эмболизирующего раствора 21 с верхней пластиной 4

23. Входной патрубок (трубка) для подачи компонентов для получения эмболизирующего раствора

24. Отверстие для входного патрубка (трубки) для подачи эмболизирующего раствора 23

25. Штуцеры (для соединения с помощью гибких трубок (шлангов) к системам подачи воды под давлением, эмболизирующего раствора и удаления модельной среды)

26. Дополнительные крепления штуцеров к верхней пластине 4. Осуществление изобретения

Заявляемое устройство (фиг. 1-5, 7) представляет собой модель операционного поля из системы кровеносных сосудов, размещенных на плоскости, имитирующих реальную трехмерную топологию кровеносного русла с диаметрами каналов, соответствующих диаметрам реальных сосудов. Устройство снабжено средствами, обеспечивающими возможность проведения исследований эндоваскулярной эмболизации растворами, например, полимеров, претерпевающими фазовое расслоение или полимеризацию непосредственно в процессе эмболизации.

Заявляемое устройство может быть использовано в составе системы для изучения процессов эндоваскулярной эмболизации (фиг. 6 и 8), которая также содержит автоматический титратор для подачи воды или модельной среды в устройство с регулируемой скоростью, соответствующей реальной скорости протекания крови в капиллярах.

Ниже представлено подробное описание заявляемого устройства с примерами конкретной его реализации, которые не ограничивают объем заявляемых притязаний, а лишь позволяют наглядно продемонстрировать возможность осуществления изобретения с достижением заявляемого технического результата.

Устройство включает в себя размещенные в корпусе (между нижней 1 и верхней 3 частями корпуса) или на основании, две пластины - верхнюю 4 и нижнюю 2, где верхняя пластина 4 выполнена из прозрачного материала (например, оргстекла) и снабжена с внутренней стороны (со стороны, обращенной к нижней пластине 2) рельефной поверхностью в виде сети (системы) каналов (или каналов капиллярной системы) 14, имитирующих капиллярную систему операционного поля, а нижняя пластина 2 выполнена из материала, нейтрального по отношению к исследуемому раствору (например, силикона), и обеспечивает герметизацию каналов за счет адгезионных свойств материала нижней пластины 2 (т.е. посредством плотного прижатия верхней 4 и нижней 2 пластин друг к другу).

Устройство имеет первый входной патрубок 15 для подачи воды/модельной среды под давлением, имитирующей ток крови в капиллярной системе, второй входной патрубок (или трубку) 23 для подачи компонента(ов) эмболизирующего раствора, а также выходной патрубок 16 для удаления воды/модельной среды из каналов. При этом в предпочтительном варианте осуществления изобретения входной патрубок 15 и выходной патрубок 16 размещены в плоскости пластин 2 и 4 (в горизонтальной плоскости), а входной патрубок (трубка) 23 - вертикально (в вертикальной плоскости) - см. фиг. 5. Входные патрубки 15 и 23 обеспечивают подачу исходных компонентов эмболизирующего раствора на вход каналов капиллярной системы 14.

Для обеспечения неподвижного размещения верхней 4 и нижней 2 пластин относительно друг друга и относительно нижней части корпуса (или основания) 1, устройство снабжено поворотными держателями 9 с прижимными элементами 12, размещенными на верхней части корпуса 3. Кроме того, в одном из вариантов реализации изобретения неподвижное размещение верхней 4 и нижней 2 пластин обеспечивается конструкцией корпуса, имеющей прямоугольную выемку в центральной части (ложемент), для размещения, по меньшей мере, нижней пластины. В другом варианте выполнения заявляемого устройства корпус может состоять из двух частей - верхней и нижней, где нижняя часть корпуса 1 представляет собой прямоугольное основание, а верхняя часть корпуса выполнена в виде прямоугольной рамки, размещенной на основании с образованием в центральной части упомянутого ложемента. В рабочем положении устройства поворотные держатели 9 с прижимными элементами 12 осуществляют плотное прижатие верхней 4 и нижней 2 пластин друг к другу и к основанию корпуса. Возможны и другие варианты реализации корпуса устройства. Поворотные держатели 9 выполнены с возможностью вращения вокруг оси 10, при этом две выемки 11 для сопряжения с шариком 8 фиксатора 6 позволяют держателям 9 занимать два различных фиксированных положения: одно - для обеспечения возможности замены верхней и нижней пластин (4 и 2 соответственно), второе - для обеспечения неподвижного размещения верхней 4 и нижней 2 пластин относительно друг друга, и относительно нижней части корпуса (основания) 1. Фиксатор 6 с помощью крепления 7 соединяется с верхней частью корпуса 3, одновременно крепление 7 осуществляет соединение нижней части корпуса (основания) 1 и верхней части корпуса 3 между собой.

Каналы, имитирующие капиллярную систему 14, могут быть выполнены лазерной резкой на стороне верхней пластины 4, обращенной к нижней пластине 2. Каналы капиллярной системы 14 имеют различные диаметры от 1 мм до 0,1 мм с плавным переходом (уменьшением диаметра) от точки соединения каналов 17 с входным патрубком 15 к ее центральной части и плавным переходом (или увеличением диаметра каналов) от центральной части системы каналов к точке соединения каналов 17 с выходным патрубком 16.

Система каналов, располагающаяся на участке верхней пластины 4, имитирующей капиллярную систему операционного поля, может занимать площадь от 50 до 100 см². Также особенностью системы каналов 14 является то, что, по меньшей мере, четыре канала имеют параллельное соединение с входным 15 и выходным 16 патрубками, соответственно, при этом, по меньшей мере, каждый из каналов имеет, по меньшей мере, два разветвления; каждое разветвление в дальнейшем может вновь делится еще на 2-4 ветви, таким образом, в дальнейшем создается разветвленная сеть каналов малого диаметра.

Устройство дополнительно может содержать воздушную подушку 5, размещенную на основании 1 под нижней пластиной 2, снабженную средством для подачи/стравливания воздуха (не показано). Предпочтительно, чтобы размеры подушки соответствовали размерам нижней 2 и верхней 4 пластин для обеспечения при заполнении воздушной подушки 5 газовой средой плотного прилегания верхней 4 и нижней 2 пластин друг к другу и герметизации контактных поверхностей пластин с целью предотвращения утечки эмболизирующего раствора из каналов капиллярной системы при подаче воды/модельной среды во входной патрубок 15 под давлением. Предпочтительно, чтобы каналы капиллярной системы 14 имели внутренний объем не менее 200 мм³, а суммарная длина каналов (капилляров) 14 составляла не менее 1500 мм. Представленное конструктивное решение системы каналов в заявляемом устройстве позволяет исследовать растворы с вязкостью от 0,01 до 0,1 Па*с и скоростью перемещения растворов (кровотока) от 0,03 до 0,05 мл/с.

Для удобства обслуживания устройства и очистки пластин после проведения эксперимента с целью повторного использования в экспериментах верхняя и нижняя пластины (4 и 2 соответственно) выполнены съемными и разборными. Такое выполнение позволяет удалять твердый эмбол из каналов и осуществлять промывку каналов 14.

Работа устройства осуществляется следующим образом: бюретку титратора заполняют водой/модельной средой, которая под действием поршня равномерно, с постоянной заданной скоростью, продвигается по шлангу и через штуцер (не показан) в резьбовом отверстии 18, соединенный с входным патрубком 15 на верхней пластине 4 (бюретка титратора, поршень и шланг на фигурах не показаны), заполняет каналы капиллярной системы 14. Выход среды осуществляется через выходной патрубок 16, штуцер (не показан) в резьбовом отверстии 18 и шланг. Через входной патрубок (трубку) 23 с помощью шприца осуществляют подачу на вход системы каналов эмболизирующего раствора, например, который при прохождении по каналам 14 в воде или модельной среде, имитирующей ток крови, претерпевает фазовое расслоение или полимеризуется с образованием твердого эмбола. Каналы капиллярной системы 14, входной патрубок 15, входной патрубок (трубка) 23 соединяются вместе внутри верхней пластины 4 и образуют общее объемное пространство в точке соединения каналов 17, в котором происходит смешение воды/модельной среды и эмболизирующего раствора и дальнейшее перемещение полученной смеси по каналам капиллярной системы 14.

Пример 1

Было изготовлено заявляемое устройство, которое содержало две пластины, где верхняя пластина была выполнена из оргстекла, толщиной 12 мм, а нижняя - из силикона, толщиной 2 мм. Рельефная поверхность, соответствующая топологии капиллярной системы операционного поля, была выполнена с внутренней стороны пластины из оргстекла. В качестве системы каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, были использованы четыре ветви, имеющие параллельное соединение с входом и выходом, причем крайние ветви имели по три разветвления, а средние - по два разветвления. Каждое разветвление также имело две ветви. Площадь «операционного поля», образованная системой каналов, составила 60 см².

При помощи полученной системы были проведены исследования эмболизирующего раствора на основе эфиров целлюлозы в органическом растворителе с вязкостью, равной 0,01 Па*с, и введение его через входной патрубок (2) со скоростью течения воды/модельной среды 0,05 мл/с, задаваемой с помощью автоматического титратора. Эмболизирующий раствор полностью заполнял каналы устройства, плотно закупоривая их, что говорит о высоком качестве процесса эмболизации и достижении технического результата.

Пример 2

Было изготовлено заявляемое устройство, которое содержало две пластины, где верхняя пластина была выполнена из оргстекла, толщиной 15 мм, а нижняя - из силикона, толщиной 3 мм. Рельефная поверхность, соответствующая топологии капиллярной системы операционного поля, была выполнена с внутренней стороны пластины из оргстекла. В качестве системы каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, были использованы три ветви, имеющие параллельное соединение с входом и выходом, причем крайние ветви имели по три разветвления, а средняя - два разветвления. Каждое разветвление также имело две ветви. Площадь «операционного поля», образованная системой каналов, составила 70 см².

При помощи полученной системы были проведены исследования раствора с вязкостью, равной 0,01 Па*с, на основе эфиров целлюлозы в органическом растворителе и введение его через входной патрубок (2) со скоростью течения воды/модельной среды 0,03 мл/с, задаваемой с помощью автоматического титратора. Эмболизирующий раствор полностью заполнял каналы устройства, плотно закупоривая их, что говорит о высоком качестве процесса эмболизации и достижении технического результата.

Пример 3

Было изготовлено заявляемое устройство, которое содержало две пластины, где верхняя пластина была выполнена из оргстекла, толщиной 15 мм, а нижняя - из силикона, толщиной 3 мм. Рельефная поверхность, соответствующая топологии капиллярной системы операционного поля, была выполнена с внутренней стороны пластины из оргстекла. В качестве системы каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, были использованы четыре ветви, имеющие параллельное соединение с входом и выходом, причем крайние ветви имели по два разветвления, а средние - по три разветвления. Каждое разветвление также имело две ветви. Площадь «операционного поля», образованная системой каналов, составила 90 см²

^{При помощи полученной системы были проведены исследования раствора с вязкостью, равной 0,05 Па*с, на основе эфиров целлюлозы в органическом растворителе и введение его через входной патрубок (2) со скоростью течения воды/модельной среды 0,03 мл/с. Эмболизирующий раствор полностью заполнял каналы устройства, плотно закупоривая их, что говорит о высоком качестве процесса эмболизации и достижении технического результата.}

Пример 4

Было изготовлено заявляемое устройство, которое содержало две пластины, где верхняя пластина была выполнена из оргстекла, толщиной 15 мм, а нижняя - из силикона, толщиной 3 мм. Рельефная поверхность, соответствующая топологии капиллярной системы операционного поля, была выполнена с внутренней стороны пластины из оргстекла. В качестве системы каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, были использованы три ветви, имеющие параллельное соединение с входом и выходом, причем крайние ветви имели по два разветвления, а средняя - три разветвления. Каждое разветвление также имело две ветви. Площадь «операционного поля», образованная системой каналов, составила 90 см²

При помощи полученной системы были проведены исследования раствора с вязкостью, равной 0,05 Па*с, на основе эфиров целлюлозы в органическом растворителе и введение его через входной патрубок (2) со скоростью течения воды/модельной среды 0,05 мл/с. Эмболизирующий раствор полностью заполнял каналы устройства, плотно закупоривая их, что говорит о высоком качестве процесса эмболизации и достижении технического результата.

Пример 5

Было изготовлено заявляемое устройство, которое содержало две пластины, где верхняя пластина была выполнена из оргстекла, толщиной 12 мм, а нижняя - из силикона, толщиной 3 мм. Рельефная поверхность, соответствующая топологии капиллярной системы операционного поля, была выполнена с внутренней стороны пластины из оргстекла. В качестве системы каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, были использованы три ветви, имеющие параллельное соединение с входом и выходом, причем крайние ветви имели по два разветвления, а средняя - три разветвления. Каждое разветвление также имело две ветви. Площадь «операционного поля», образованная системой каналов ,составила 60 см²

При помощи полученной системы были проведены исследования раствора с вязкостью, равной 0,005 Па*с, на основе эфиров целлюлозы в органическом растворителе и введение его через входной патрубок (2) со скоростью течения воды/модельной среды 0,03 мл/с. Процесса фазового расслоения не происходило, эмболизирующий раствор в смеси с модельной средой/водой выделялся через выходной патрубок, что говорит о неудовлетворительном качестве процесса эмболизации.

Пример 6

Было изготовлено заявляемое устройство, которое содержало две пластины, где верхняя пластина была выполнена из оргстекла, толщиной 12 мм, а нижняя - из силикона, толщиной 3 мм. Рельефная поверхность, соответствующая топологии капиллярной системы операционного поля, была выполнена с внутренней стороны пластины из оргстекла. В качестве системы каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, были использованы три ветви, имеющие параллельное соединение с входом и выходом, причем крайние ветви имели по два разветвления, а средняя - три разветвления. Каждое разветвление также имело две ветви. Площадь «операционного поля», образованная системой каналов, составила 70 см²

При помощи полученной системы были проведены исследования раствора с вязкостью, равной 0,1 Па*с, на основе ацетата целлюлозы в диметилсульфоксиде и введение его через входной патрубок (2) со скоростью течения воды/модельной среды 0,05 мл/с. Процесс фазового расслоения происходит со слишком большой скоростью, что вызывает закупорку входного патрубка для подачи эмболизирующего раствора, поэтому качество эмболизации также следует считать неудовлетворительным.

Результаты определения качества процесса эмболизации на примере эмболизирующих растворов с разной вязкостью и скоростью течения воды/ модельной среды представлены в таблице 1

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для изучения процессов эндоваскулярной эмболизации. Устройство для моделирования in vitro эндоваскулярной эмболизации растворами, претерпевающими фазовое расслоение непосредственно в процессе эмболизации и превращающимися в твердый эмбол, включает размещенные на основании по меньшей мере две пластины - верхнюю и нижнюю. Одна из пластин с внутренней стороны имеет рельефную поверхность в виде системы каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля. Устройство имеет два входных патрубка. Один патрубок предназначен для подачи воды или модельной среды в систему каналов под давлением, имитирующей ток крови в капиллярной системе. Второй патрубок предназначен для подачи эмболизирующего раствора. Выходной патрубок предназначен для удаления воды или модельной среды из системы каналов. Верхняя пластина выполнена из прозрачного материала. Нижняя пластина выполнена из материала, обеспечивающего герметизацию системы каналов при совмещении пластин. Топология каналов, прорезанных лазером в верхней пластине, имитирует топологию сосудистого русла, скорость подачи воды/модельной жидкости соответствует скорости капиллярного кровотока, соединение верхней и нижней пластин обеспечивает требуемую герметичность. Система капилляров занимает площадь, равную размерам операционного поля. Технический результат заключается в возможности оценки качества эмболизации в зависимости от скорости кровотока в капиллярной системе. 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для моделирования in vitro эндоваскулярной эмболизации растворами, претерпевающими фазовое расслоение непосредственно в процессе эмболизации и превращающимися в твердый эмбол, включающее

размещенные на основании по меньшей мере две пластины - верхнюю и нижнюю, где одна из пластин с внутренней стороны имеет рельефную поверхность в виде системы каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, при этом устройство имеет два входных патрубка, один из которых предназначен для подачи воды или модельной среды в систему каналов под давлением, имитирующей ток крови в капиллярной системе, а второй - для подачи эмболизирующего раствора; а также выходной патрубок, предназначенный для удаления воды или модельной среды с эмболизирующим раствором из системы каналов, при этом верхняя пластина выполнена из прозрачного материала, а нижняя пластина выполнена для герметичного соединения по плоскости с верхней пластиной.

2. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что нижняя пластина выполнена из материала, нейтрального по отношению к исследуемому раствору.

3. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что нижняя пластина выполнена из силикона.

4. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что оно снабжено держателями или прижимными элементами, обеспечивающими неподвижное размещение пластин на основании.

5. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что пластины выполнены съемными.

6. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что пластины выполнены разборными для обеспечения очистки системы каналов для повторного использования устройства.

7. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что каналы, имитирующие капиллярную систему, выполнены лазерной резкой.

8. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что каналы выполнены с диаметром от 0,1 до 1 мм.

9. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что каналы системы, имитирующие отдельные капилляры, имеют различный диаметр от 0,1 до 1 мм с плавным уменьшением диаметров каналов от входа в систему к ее центральной части и плавным увеличением диаметров каналов от центральной части системы каналов к выходу.

10. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что система каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, расположена на участке пластины площадью от 50 до 100 см².

11. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что система каналов, имитирующих капиллярную систему операционного поля, содержит по меньшей мере четыре канала, имеющих параллельное соединение с входным и выходным патрубками, при этом по меньшей мере каждый из двух каналов имеет по меньшей мере два разветвления, которые, в свою очередь, делятся еще на 2-4 ветви.

12. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что основание снабжено ложементом для размещения по крайней мере нижней пластины.

13. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что оно снабжено воздушной подушкой, размещенной на основании под пластинами и снабженной средством для подачи воздуха.

14. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что внутренний объем системы капилляров равен не менее 200 мм³.

15. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что суммарная длина капилляров равна не менее 1500 мм.

16. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что оно выполнено с возможностью исследования растворов с вязкостью от 0,01 до 0,1 Па⋅с.

17. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, оно выполнено с возможностью исследования поведения эмболизирующих растворов при скорости кровотока от 0,03 до 0,05 мл/с.