一种变形量可控的管道式充气气囊及其制备方法

1.本发明属于充气气囊设计技术领域，具体涉及一种变形量可控的管道式充气气囊及其制备方法。


背景技术：

2.心脑血管疾病是心脏血管和脑血管疾病的统称，泛指由于高脂血症、血液黏稠、动脉粥样硬化、高血压等所导致的心脏、大脑及全身组织发生的缺血性或出血性疾病。心脑血管疾病是一种严重威胁人类，特别是50岁以上中老年人健康的常见病，具有高患病率、高致残率和高死亡率的特点，即使应用最先进、完善的治疗手段，仍会有50％以上的脑血管意外幸存者生活不能完全自理，全世界每年死于心脑血管疾病的人数高达1500万人，居各种死因首位。
3.为此，人们对疏通血管进行了大量的研究，取得丰富的成果，实现了药物、支架、球囊扩张等心脑血管疏通技术的研发与应用。相比之下，球囊扩张术属于一种微创手术，二尖瓣狭窄或冠脉血管严重病变的患者使用球囊扩张术治疗，可避免开胸大手术，目前该技术较为成熟，具有安全性较高、创伤小、恢复快、花费少的特点，易被患者及家属接受，是一种非常有前途的医学技术。
4.尽管如此，对于狭窄和钙化较重的病变，球囊扩张术导致血管弹性回缩的风险较大，扩张后将球囊撤掉，血管很快又会回到之前的重度狭窄，甚至闭塞状态。心脏球囊对血管的支撑力度不足，可能导致原有狭窄和堵塞程度更加严重，单纯的球囊扩张对此类狭窄病变的成功率较低且效果欠佳，发生再次狭窄的几率较高。与此同时，球囊扩张后还可能出现血管内皮撕裂、组织出血、胶原暴露、夹层形成或者急性闭塞等情况。若球囊选择过大可导致血管扩张过大，从而造成血管内膜撕脱，出现夹层甚至出血，危及生命安全。


技术实现要素：

5.本发明针对球囊扩张术存在的风险问题，提供一种变形量可控的管道式充气气囊及其制备方法，制备的气囊可以在保证中间管道通路的前提下实现限位膨胀。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
7.一种变形量可控的管道式充气气囊，所述气囊包括弹性空心管、螺纹空心管、两个堵头和绳线；
8.所述弹性空心管内壁沿轴向方向设有若干个刚性柱一，每个刚性柱一上设有若干个系绳环一，所述螺纹空心管外壁沿轴向方向设有若干个刚性柱二，每个刚性柱二上设有若干个系绳环二；
9.所述弹性空心管与螺纹空心管同轴设置，弹性空心管设置在螺纹空心管外侧；所述弹性空心管与螺纹空心管的上下两端均通过堵头密封相连，其中一个堵头设有充气孔，系绳环一与系绳环二通过绳线连接。
10.一种上述变形量可控的管道式充气气囊的制备方法，所述方法为：
11.步骤一：制造圆筒式中空管模具，沿空心管轴向方向，在模具管壁外表面对称布设若干个刚性柱一，其中刚性柱一同一方向均匀分布若干个系绳环一，系绳环一紧密嵌入模具管壁内；将弹性基体材料在圆筒式中空管模具外表面与刚性柱一一体化成型，脱模，即得内置刚性柱一的弹性空心管；
12.步骤二：基于弹性空心管两端尺寸设计两个堵头，堵头中间均开螺纹孔，其中一个堵头开有充气孔；通过螺纹孔将两个堵头用同一根双头螺纹空心杆连接，螺纹空心杆表面对称布设刚性柱二，在刚性柱二表面均匀布设系绳环二；
13.步骤三：用等长的绳线将弹性空心管内置刚性柱一上的系绳环一与双头螺纹空心杆表面均匀分布的系绳环二连接起来，在保持弹性空心管长度不变的前提下限制充气气囊最大变形量；
14.步骤四：将弹性空心管两端与堵头连接，做耐压气密处理，即得到最大变形量可控的充气气囊。
15.本发明相对于现有技术的有益效果为：
16.(1)气囊在扩张过程中仍可保持中间通道，保证血液流通，同时为手术器械预留足够空间；
17.(2)气囊最大形变可控，可防止扩张过大现象；
18.(3)结构简单、成本低，主体结构可重复使用。
附图说明
19.图1为模具表面装配刚性柱侧面示意图；
20.图2为模具表面装配刚性柱俯视图；
21.图3为模具/刚性柱/弹性空心管基本结构俯视图；
22.图4为刚性柱气囊复合结构俯视图；
23.图5为双头螺纹空心杆结构示意图；
24.图6为双头螺纹空心杆俯视图；
25.图7为绳线未连接的刚性柱气囊与双头螺纹空心杆组装结构俯视图；
26.图8为绳线连接后的刚性柱气囊与双头螺纹空心杆组装结构俯视图；
27.图9为绳线对气囊形变的限位示意图1；
28.图10为绳线对气囊形变的限位示意图2；
29.图11为绳线对气囊形变的限位示意图3；
30.图12为管道式充气气囊整体外观及可逆形变图。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
32.具体实施方式一：本实施方式记载的是一种变形量可控的管道式充气气囊，所述气囊包括弹性空心管1、螺纹空心管2、两个堵头3和绳线4；
33.所述弹性空心管1内壁沿轴向方向设有若干个刚性柱一5，每个刚性柱一5上设有
若干个系绳环一6，所述螺纹空心管2外壁沿轴向方向设有若干个刚性柱二7，每个刚性柱二7上设有若干个系绳环二8；
34.所述弹性空心管1与螺纹空心管2同轴设置，弹性空心管1设置在螺纹空心管2外侧；所述弹性空心管1与螺纹空心管2的上下两端均通过堵头3密封相连，其中一个堵头3设有充气孔，系绳环一6与系绳环二8通过绳线4连接。充气气囊整体直径控制在0.5～7mm。
35.具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种变形量可控的管道式充气气囊，所述刚性柱一5和刚性柱二7为金属柱、塑料柱、复合材料柱中的一种。
36.具体实施方式三：具体实施方式一或二所述的一种变形量可控的管道式充气气囊，所述系绳环一6与系绳环二8等高度等角度设置。
37.具体实施方式四：一种具体实施方式一至三任一项所述变形量可控的管道式充气气囊的制备方法，所述方法为：
38.步骤一：制造圆筒式中空管模具9，沿空心管轴向方向，在模具管壁外表面对称布设若干个刚性柱一5，其中刚性柱一5同一方向均匀分布若干个系绳环一6，系绳环一6紧密嵌入模具管壁内；将弹性基体材料在圆筒式中空管模具9外表面与刚性柱一5一体化成型，脱模，即得内置刚性柱一5的弹性空心管1，如图1～4所示；
39.步骤二：基于弹性空心管1两端尺寸设计两个堵头3，堵头3中间均开螺纹孔，其中一个堵头3开有充气孔10；通过螺纹孔将两个堵头3用同一根双头螺纹空心杆2连接，螺纹空心杆2表面对称布设刚性柱二7，在刚性柱二7表面均匀布设系绳环二8，如图5～8所示；
40.步骤三：用等长的绳线4将弹性空心管1内置刚性柱一5上的系绳环一6与双头螺纹空心杆2表面均匀分布的系绳环二8连接起来，在保持弹性空心管1长度不变的前提下限制充气气囊最大变形量；最大变形量由绳线长度决定，如图9～12所示；
41.步骤四：将弹性空心管1两端与堵头3连接，做耐压气密处理，即得到最大变形量可控的充气气囊。本发明的最大形变量是800％。
42.具体实施方式五：具体实施方式四所述的一种变形量可控的管道式充气气囊的制备方法，步骤一中，所述弹性基体材料为聚氨酯、硅橡胶、天然橡胶、韧性环氧树脂、尼龙中的一种。
43.具体实施方式六：具体实施方式四所述的一种变形量可控的管道式充气气囊的制备方法，步骤一中，所述一体化成型为溶液涂膜、熔融涂膜、机械缝合、表面粘接中的一种或者组合。
44.实施例1：
45.一种变形量可控的管道式充气气囊的制备方法，所述方法为：
46.步骤一：制造圆筒式中空管模具9，沿空心管轴向方向，在模具管壁外表面对称布设若干个刚性柱一5，其中刚性柱一5同一方向均匀分布若干个系绳环一6，系绳环一6紧密嵌入模具管壁内；将弹性基体材料在圆筒式中空管模具9外表面与刚性柱一5一体化成型，脱模，即得内置刚性柱一5的弹性空心管1；所述弹性基体材料为聚氨酯；所述一体化成型为表面粘接；
47.步骤二：基于弹性空心管1两端尺寸设计两个堵头3，堵头3中间均开螺纹孔，其中一个堵头3开有充气孔10；通过螺纹孔将两个堵头3用同一根双头螺纹空心杆2连接，螺纹空心杆2表面对称布设刚性柱二7，在刚性柱二7表面均匀布设系绳环二8；所述刚性柱一5和刚
性柱二7为金属柱；
48.步骤三：用等长的绳线4将弹性空心管1内置刚性柱一5上的系绳环一6与双头螺纹空心杆2表面均匀分布的系绳环二8连接起来，在保持弹性空心管1长度不变的前提下限制充气气囊最大变形量；所述系绳环一6与系绳环二8等高度等角度设置。
49.步骤四：将弹性空心管1两端与堵头3连接，做耐压气密处理，即得到最大变形量可控的充气气囊。充气气囊整体直径控制在0.5～4mm。
50.如图11所示，灰色部分是本发明充气气囊部分的弹性空心管，黑色的是跟脑髓接触的弹性空心管，这个是最外围的弹性管，后面可以用栅板固定，形成一个空心的通道，最外围的弹性空心管具体的制备方法为：制造圆筒式中空管模具(9)，沿空心管轴向方向，在模具管壁表面对称布设一定数量的刚性柱，将弹性基体材料在圆筒式中空管模具外表面成膜，脱模，即得内置刚性柱的外围弹性空心管。
51.实施例2：
52.一种变形量可控的管道式充气气囊的制备方法，所述方法为：
53.步骤一：制造圆筒式中空管模具9，沿空心管轴向方向，在模具管壁外表面对称布设若干个刚性柱一5，其中刚性柱一5同一方向均匀分布若干个系绳环一6，系绳环一6紧密嵌入模具管壁内；将弹性基体材料在圆筒式中空管模具9外表面与刚性柱一5一体化成型，脱模，即得内置刚性柱一5的弹性空心管1；所述弹性基体材料为天然橡胶；所述一体化成型为溶液涂膜；
54.步骤二：基于弹性空心管1两端尺寸设计两个堵头3，堵头3中间均开螺纹孔，其中一个堵头3开有充气孔10；通过螺纹孔将两个堵头3用同一根双头螺纹空心杆2连接，螺纹空心杆2表面对称布设刚性柱二7，在刚性柱二7表面均匀布设系绳环二8；所述刚性柱一5和刚性柱二7为复合材料柱；
55.步骤三：用等长的绳线4将弹性空心管1内置刚性柱一5上的系绳环一6与双头螺纹空心杆2表面均匀分布的系绳环二8连接起来，在保持弹性空心管1长度不变的前提下限制充气气囊最大变形量；所述系绳环一6与系绳环二8等高度等角度设置。
56.步骤四：将弹性空心管1两端与堵头3连接，做耐压气密处理，即得到最大变形量可控的充气气囊。充气气囊整体直径控制在2～6mm。

技术特征：
1.一种变形量可控的管道式充气气囊，其特征在于：所述气囊包括弹性空心管(1)、螺纹空心管(2)、两个堵头(3)和绳线(4)；所述弹性空心管(1)内壁沿轴向方向设有若干个刚性柱一(5)，每个刚性柱一(5)上设有若干个系绳环一(6)，所述螺纹空心管(2)外壁沿轴向方向设有若干个刚性柱二(7)，每个刚性柱二(7)上设有若干个系绳环二(8)；所述弹性空心管(1)与螺纹空心管(2)同轴设置，弹性空心管(1)设置在螺纹空心管(2)外侧；所述弹性空心管(1)与螺纹空心管(2)的上下两端均通过堵头(3)密封相连，其中一个堵头(3)设有充气孔，系绳环一(6)与系绳环二(8)通过绳线(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种变形量可控的管道式充气气囊，其特征在于：所述刚性柱一(5)和刚性柱二(7)为金属柱、塑料柱、复合材料柱中的一种。3.根据权利要求1或2所述的一种变形量可控的管道式充气气囊，其特征在于：所述系绳环一(6)与系绳环二(8)等高度等角度设置。4.一种权利要求1～3任一项所述变形量可控的管道式充气气囊的制备方法，其特征在于：所述方法为：步骤一：制造圆筒式中空管模具(9)，沿空心管轴向方向，在模具管壁外表面对称布设若干个刚性柱一(5)，其中刚性柱一(5)同一方向均匀分布若干个系绳环一(6)，系绳环一(6)紧密嵌入模具管壁内；将弹性基体材料在圆筒式中空管模具(9)外表面与刚性柱一(5)一体化成型，脱模，即得内置刚性柱一(5)的弹性空心管(1)；步骤二：基于弹性空心管(1)两端尺寸设计两个堵头(3)，堵头(3)中间均开螺纹孔，其中一个堵头(3)开有充气孔(10)；通过螺纹孔将两个堵头(3)用同一根双头螺纹空心杆(2)连接，螺纹空心杆(2)表面对称布设刚性柱二(7)，在刚性柱二(7)表面均匀布设系绳环二(8)；步骤三：用等长的绳线(4)将弹性空心管(1)内置刚性柱一(5)上的系绳环一(6)与双头螺纹空心杆(2)表面均匀分布的系绳环二(8)连接起来，在保持弹性空心管长度不变的前提下限制充气气囊最大变形量；步骤四：将弹性空心管(1)两端与堵头(3)连接，做耐压气密处理，即得到最大变形量可控的充气气囊。5.根据权利要求4所述的一种变形量可控的管道式充气气囊的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述弹性基体材料为聚氨酯、硅橡胶、天然橡胶、韧性环氧树脂、尼龙中的一种。6.根据权利要求4所述的一种变形量可控的管道式充气气囊的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述一体化成型为溶液涂膜、熔融涂膜、机械缝合、表面粘接中的一种或者组合。

技术总结
一种变形量可控的管道式充气气囊及其制备方法，属于充气气囊设计技术领域。气囊包括弹性空心管、螺纹空心管、两个堵头和绳线；弹性空心管内壁沿轴向方向设有若干个刚性柱一，每个刚性柱一上设有若干个系绳环一，螺纹空心管外壁沿轴向方向设有若干个刚性柱二，每个刚性柱二上设有若干个系绳环二；弹性空心管与螺纹空心管同轴设置，弹性空心管设置在螺纹空心管外侧；弹性空心管与螺纹空心管的上下两端均通过堵头密封相连，其中一个堵头设有充气孔，系绳环一与系绳环二通过绳线连接。本发明气囊在扩张过程中仍可保持中间通道，保证血液流通，同时为手术器械预留足够空间；气囊最大形变可控，可防止扩张过大现象。可防止扩张过大现象。可防止扩张过大现象。


技术研发人员：黎俊 赵玉静 朱平委 刘斯琦 刘丽 黄玉东
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/9/6