血栓模擬物機(jī)械性能及切削破碎效果研究

摘要：主要對(duì)血栓模擬物中紅細(xì)胞比容進(jìn)行分析，研究血栓模擬物的機(jī)械性能及切削效果。制備了不同紅細(xì)胞比容的體外血栓模擬物，通過(guò)壓縮實(shí)驗(yàn)研究其機(jī)械性能，并結(jié)合血栓切削實(shí)驗(yàn)裝置研究切削速度對(duì)其切削效果的影響。研究發(fā)現(xiàn)，模擬物的剛度會(huì)隨著紅細(xì)胞比容及儲(chǔ)存時(shí)間的增加而降低；同時(shí)，以血清為儲(chǔ)存介質(zhì)保存10 d時(shí)，剛度會(huì)下降50%以上，而以生理鹽水為儲(chǔ)存介質(zhì)保存相同時(shí)間，剛度降幅約為30%；另外，10%～20%紅細(xì)胞比容模擬物與人體深靜脈血栓樣本剛度相近。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，切削速度在一定范圍內(nèi)提高時(shí)有助于對(duì)模擬物進(jìn)行充分破碎，當(dāng)切削速度過(guò)大時(shí)破碎效果幾乎不再變化。研究結(jié)果可為血栓清除器械的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供重要參考。

關(guān)鍵詞：血栓；機(jī)械性能；血栓切削破碎效果；機(jī)械血栓清除術(shù)

中圖分類號(hào)：TG156

Research on Mechanical Properties and Cutting Fragmentation Effectiveness of Thrombus Analogs

HONG Li1 WU Chongjun^1* LI Jingwen1 CHEN Lingwen1 SHEN Bin2 DING Qingwei3

1.College of Mechanical Engineering，Donghua University，Shanghai，201620

2.Zhejiang Tsinghua Yangtze River Delta Research Institute，Jiaxing，Zhejiang，314000

3.Shanghai First Peoples Hospital Affiliated with Shanghai Jiao Tong University School of Medicine，Shanghai，200080

Abstract： The hematocrit of thrombus analogs were analyzed primarily， their mechanical properties and cutting effectiveness were studied. Different hematocrit thrombus analogs were prepared to investigate their mechanical properties through compression tests， and their cutting efficiency was studied using a thrombus cutting experimental setup. It is found that the stiffness of the analogs decreases with increasing hematocrit and storage time. Specifically， when stored in serum for 10 days， stiffness decreases by over 50%， whereas with saline storage over the same period， the decrease is around 30%. Additionally， thrombus analogs with hematocrits of 10% to 20% exhibite stiffness levels similar to samples of deep vein thrombosis. The experiments also indicate that increasing cutting speed within a certain range the fragmentation of the analogs is enhanced， but beyond a certain threshold， further increases in cutting speed does not significantly improve fragmentation. This paper provides valuable insights for the design and optimization of thrombectomy devices.

Key words： thrombus; mechanical property; crushing effectiveness of cutting and breaking; mechanical thrombectomy

0 引言

血栓是人體內(nèi)血液循環(huán)系統(tǒng)中發(fā)生凝固形成的固體質(zhì)塊，會(huì)使血管內(nèi)血液流速變慢甚至完全阻塞血流，導(dǎo)致上游血管壓力增加，誘發(fā)多種疾病。目前，血管內(nèi)的栓塞病例逐年增加^［1-2］，以急性缺血性卒中為例，它在所有卒中病例中占比高達(dá)85%^［3］。近年來(lái)，機(jī)械血栓清除術(shù)（mechanical thrombectomy， MT）逐漸應(yīng)用于血栓相關(guān)疾病的治療中。臨床實(shí)踐證明MT的血栓清除率超過(guò)80%^［4-6］，并且具有安全有效、治療周期短、血栓術(shù)后綜合癥（post-thrombotic syndrome，PTS）發(fā)生率低等優(yōu)點(diǎn)^［7-9］。而在MT過(guò)程中，血栓的機(jī)械性能會(huì)對(duì)治療效果產(chǎn)生直接影響^［10-11］。

由于難以獲得真實(shí)的人體血栓樣本，體外血栓模擬物（凝塊）常被用于評(píng)估血栓清除設(shè)備的有效性，并進(jìn)行臨床前測(cè)試^［12-14］。為了確保凝塊與真實(shí)血栓在組織學(xué)上成分相似，通常選擇動(dòng)物血液作為凝塊制備的原材料。過(guò)去的研究大多通過(guò)調(diào)控凝血酶濃度^［15-16］、血液供體動(dòng)物^［17-18］或硫酸鋇濃度^［19］等變量制備凝塊，并通過(guò)拉伸、壓縮和壓痕等實(shí)驗(yàn)研究其機(jī)械性能^{［10，19-21］}。然而，凝塊組成中紅細(xì)胞（red blood cell，RBC）比容（紅細(xì)胞的體積比）對(duì)材料的機(jī)械性能具有重要影響，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)此還缺乏充分研究。

凝塊切削過(guò)程的研究目前主要集中在切削力等相關(guān)內(nèi)容^［22-24］。也有學(xué)者對(duì)生物軟組織的切削性能進(jìn)行了研究，例如牛半月板組織^［25］及血管組織^［26］的切削研究，這對(duì)MT過(guò)程中的切削優(yōu)化具有一定的參考意義，但切削速度對(duì)凝塊切削影響效果的研究則較為欠缺。

為探究RBC比容對(duì)凝塊機(jī)械性能的影響，本文制備了多種不同RBC比容的凝塊，分析儲(chǔ)存時(shí)間與儲(chǔ)存介質(zhì)對(duì)其機(jī)械性能的影響。同時(shí)，根據(jù)機(jī)械血栓清除裝置的工作原理制作了簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)凝塊進(jìn)行切削，以探究在MT過(guò)程中切削速度對(duì)凝塊破碎效果的影響。

1 凝塊樣品制備

本文采用新鮮豬血，并與3.2%的檸檬酸鈉溶液按照9∶1的體積比混合，然后在4 ℃條件下保存?zhèn)溆?sup>［^10］，所有凝塊均在采血后4 h內(nèi)完成制備。首先將血液樣本在離心機(jī)上以180 g離心10 min，離心結(jié)束后血液分為上下兩層，將上層富含血小板的血漿（platelet-rich plasma，PRP）收集到單獨(dú)的容器中。然后將下層血液混合物再次以2200 g離心10 min后去除上層棕黃色白細(xì)胞層，收集下層RBC。之后將收集到的PRP與RBC按照不同的體積比進(jìn)行混合，以獲得不同紅細(xì)胞比容的凝塊。共制備了四種凝塊，其紅細(xì)胞比容分別為0、10%、20%和40%，同時(shí)也制作了同一血液樣本下的全血凝塊作為對(duì)照。

充分混合PRP與RBC后，將2.0%的氯化鈣溶液以1∶9的體積比加入混合液中^［10］，然后將混合液樣品置于模具中，并在37 ℃的水浴環(huán)境中靜置約4 h，使凝塊析出成形（圖 1）。同時(shí)，將充分靜置過(guò)后的凝塊分為兩組，第一組保存在血清中，第二組保存在生理鹽水中。將這兩組凝塊分別置于4 ℃的環(huán)境中分別保存1 d、3 d、6 d、10 d，并在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)，以研究?jī)?chǔ)存時(shí)間及儲(chǔ)存介質(zhì)對(duì)凝塊機(jī)械性能的影響。

2 凝塊收縮率分析

如圖 2所示，在PRP與RBC的混合液中加入氯化鈣溶液后約10 min，混合液首先發(fā)生整體凝固，隨后凝塊中的交聯(lián)纖維蛋白網(wǎng)絡(luò)開始收縮，血清被排出，凝塊形成。這主要是因?yàn)槁然}的加入一方面中和了檸檬酸鈉的抗凝作用，另一方面也可以激活血液中的凝血因子，促進(jìn)血液凝結(jié)。

分別在重量天平上測(cè)量凝塊與排出血清的質(zhì)量，計(jì)算凝塊的收縮率R：

R=w1/（w1+w2）（1）

式中：w1為收縮后凝塊的質(zhì)量，g；w2為排出的血清質(zhì)量，g。

確保凝塊完全收縮^［18］。同時(shí)監(jiān)測(cè)血清的顏色，以確保RBC已融入凝塊中，只有充分收縮的凝塊才能用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)中。

收縮結(jié)果如圖 3所示，凝塊的收縮率與紅細(xì)胞比容成正相關(guān)關(guān)系（R2=0.94），這表明凝塊中RBC的比容是影響凝塊收縮率的主要因素。這主要是因?yàn)榧t細(xì)胞的不可壓縮性，阻礙了纖維蛋白網(wǎng)絡(luò)的收縮^［18］。

3 凝塊機(jī)械性能測(cè)試

3.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

將混合血液樣本在圓柱形模具中成形，以確保凝塊成形后也呈圓柱狀。使用手術(shù)刀片切割凝塊，使樣品高度h0為直徑d0的1/2，凝塊樣品如圖 4所示。

本文通過(guò)壓縮實(shí)驗(yàn)來(lái)比較4種RBC比容凝塊的機(jī)械性能。與拉伸實(shí)驗(yàn)相比，壓縮實(shí)驗(yàn)無(wú)需對(duì)樣本進(jìn)行單獨(dú)夾持，避免了樣本在夾持處出現(xiàn)應(yīng)力集中而最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的問(wèn)題。壓縮實(shí)驗(yàn)裝置如圖 5所示，將切割好的凝塊樣品放置在壓頭和底座之間，同時(shí)浸泡在生理鹽水中。壓縮盤底部覆有1000目砂紙，以增大底座與樣本之間的摩擦力，避免樣本在測(cè)試過(guò)程中發(fā)生滑動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前，樣本首先在生理鹽水中浸泡 30 min，實(shí)驗(yàn)中壓頭以0.1 s^-1的恒定應(yīng)變速率將凝塊試樣緩慢加載至80%壓縮應(yīng)變。

凝塊的軸向名義壓縮應(yīng)力σ為

σ=F/（πr20）（2）

式中：σ為軸向名義壓縮應(yīng)力，MPa；F為壓頭下壓過(guò)程中的加載力，N；r0為圓柱試樣的初始半徑，mm。

軸向名義壓縮應(yīng)變?chǔ)艦?/p>

ε=（h0-h）/h0（3）

式中：ε為軸向名義壓縮應(yīng)變，%；h0為樣本加載前的未變形高度，mm；h為樣本壓縮變形后的高度，mm。

為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果表述更加清晰，壓縮實(shí)驗(yàn)過(guò)程中σ 和ε均取絕對(duì)值。

3.2 結(jié)果分析

本文獲取的人體血栓樣本（圖 6）為深靜脈血栓，這類血栓在人體外周血管中十分常見(jiàn)，對(duì)血栓性能的研究具有代表性。本文對(duì)10個(gè)人體血栓樣本進(jìn)行壓縮，選擇應(yīng)力應(yīng)變曲線中應(yīng)力最小、中值和最大的3個(gè)樣本，分別編號(hào)為人體血栓①～人體血栓③，并與配制的4種凝塊進(jìn)行了比較。

壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 7所示，配制的4種凝塊應(yīng)力均隨應(yīng)變非線性增大，與人體真實(shí)血栓的變化趨勢(shì)一致，證明這些凝塊具有與人體真實(shí)血栓具有相似的機(jī)械性能。

在80%壓縮應(yīng)變下，0%RBC凝塊展示出最大的峰值應(yīng)力，其次是10%RBC凝塊和20%RBC凝塊，而40%RBC凝塊和全血凝塊則表現(xiàn)出較小的峰值應(yīng)力。當(dāng)壓縮應(yīng)變小于50%時(shí)，4種凝塊的應(yīng)力值差異不明顯，然而，當(dāng)壓縮應(yīng)變超過(guò)50%時(shí)，0%RBC凝塊的應(yīng)力響應(yīng)與其他幾種凝塊的差異開始增大，這可能是由于0%RBC凝塊中交聯(lián)纖維蛋白含量較高，在大應(yīng)變下，纖維蛋白表現(xiàn)出硬化現(xiàn)象。

根據(jù)壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果，人體血栓②和人體血栓③在應(yīng)變大于60%時(shí)顯示出較大的應(yīng)力，而人體血栓①則表現(xiàn)出較小的應(yīng)力，這可能是由于三個(gè)血栓樣本在體內(nèi)形成的時(shí)機(jī)不同，導(dǎo)致其機(jī)械性能表現(xiàn)不同。

在MT過(guò)程中，血栓通常會(huì)發(fā)生顯著變形，即產(chǎn)生較大的應(yīng)變，因此，很多學(xué)者以應(yīng)力應(yīng)變曲線在75%壓縮應(yīng)變處的切線斜率作為剛度值來(lái)研究其力學(xué)性能^{［11，19，27］}。本文同樣以壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線中75%壓縮應(yīng)變處的切線斜率作為剛度值來(lái)量化比較4種凝塊與真實(shí)血栓的差異（圖 8）。具體而言，0%RBC凝塊的剛度為0.0095 MPa，遠(yuǎn)大于人體血栓和其他幾種凝塊。10%RBC凝塊的剛度值為0.0042 MPa，約為人體血栓剛度的1.5～3倍，20%RBC凝塊的剛度值與人體血栓②（人體血栓樣本剛度值中位數(shù)）基本一致，40%RBC凝塊和全血凝塊的剛度值均為0.0017 MPa，在4種凝塊中處于最低水平，這主要是因?yàn)檫@兩種凝塊中紅細(xì)胞含量較高（全血中RBC的含量約為50%左右）。

盡管0%RBC凝塊在高應(yīng)變范圍時(shí)具有最大的峰值應(yīng)力，但也觀察到全血凝塊在低應(yīng)變范圍下應(yīng)力值較大，這可能是因?yàn)镽BC的不可壓縮性在應(yīng)變較小時(shí)起主導(dǎo)作用。

3.2.1 儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)機(jī)械性能的影響

將4種凝塊分別置于它們自身的血清中，并在4 ℃下分別保存1 d、3 d、6 d和10 d，然后在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)凝塊進(jìn)行壓縮試驗(yàn)。隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加，這些凝塊的應(yīng)力應(yīng)變曲線（圖 9）變化趨勢(shì)沒(méi)有明顯差異，但剛度值均呈下降趨勢(shì)（圖 10），尤其是0%RBC凝塊的剛度降幅最為顯著。雖然20%和40%RBC凝塊的一天儲(chǔ)存剛度值略有上升，但變化并不明顯，可能是實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量誤差所致?？傮w趨勢(shì)顯示，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加，凝塊內(nèi)的各成分逐漸失活，從而導(dǎo)致凝塊的剛度下降，機(jī)械性能變差。

此外，本文還探究了儲(chǔ)存溫度對(duì)凝塊機(jī)械性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，將40%RBC的凝塊分別儲(chǔ)存于4 ℃和37 ℃的血清中，37 ℃下儲(chǔ)存超過(guò)24 h即會(huì)發(fā)生分解，故無(wú)法進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)。

3.2.2 儲(chǔ)存介質(zhì)對(duì)機(jī)械性能的影響

將4種充分收縮的凝塊分別置于血清和生理鹽水中，在4 ℃環(huán)境中分別保存1 d、3 d、6 d、10 d后進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)。壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線（圖 11）顯示，當(dāng)儲(chǔ)存時(shí)間和壓縮應(yīng)變相同時(shí)，生理鹽水中的凝塊表現(xiàn)出更大的應(yīng)力值。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，凝塊剛度的降幅更小，且在第三天時(shí)剛度出現(xiàn)了一定程度的增大（圖 12）。因?yàn)樯睇}水的濃度接近于充分收縮后凝塊內(nèi)物質(zhì)的濃度，所以形成等滲狀態(tài)。這種狀態(tài)在短時(shí)間內(nèi)盡可能地保持了凝塊內(nèi)各種成分的活性，使得凝塊能夠在較短時(shí)間內(nèi)保持最初的機(jī)械性能。

4 凝塊切削破碎實(shí)驗(yàn)

4.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)機(jī)械血栓清除設(shè)備的工作原理并參考相關(guān)專利的技術(shù)方案^［28］，制作了簡(jiǎn)易凝塊切削實(shí)驗(yàn)裝置（圖 13）。該裝置可用于對(duì)凝塊進(jìn)行切削破碎，并通過(guò)收集分析切削后的碎屑大小，研究切削速度對(duì)凝塊切削破碎效果的影響。

由壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，10%RBC凝塊比人體血栓樣本略硬，因此選用該凝塊作為切削實(shí)驗(yàn)材料。將凝塊樣品置于切削平臺(tái)上，通過(guò)恒定的負(fù)壓將凝塊吸入導(dǎo)管，導(dǎo)管前端有一往復(fù)運(yùn)動(dòng)的刀片，對(duì)吸入導(dǎo)管的凝塊進(jìn)行連續(xù)切削，最終將大塊凝塊全部切碎。

本文中所用的切削刀片厚度為0.2 mm，楔角為30°。抽吸導(dǎo)管的內(nèi)徑為3 mm，長(zhǎng)度為1100 mm。凝塊的直徑為6 mm，長(zhǎng)度為20 mm。負(fù)壓抽吸壓力為0.07 MPa。刀片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率分別為4000、5000、7000、 8000、10 000、15 000、20 000次/min。

4.2 結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)中使用高速相機(jī)拍攝了一個(gè)切削周期內(nèi)的凝塊切削過(guò)程，如圖 14所示。切削過(guò)程可分為4個(gè)階段：第一階段，刀片向下運(yùn)動(dòng)開始接觸凝塊；第二階段，刀片繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，刀刃處擠壓凝塊產(chǎn)生變形，但尚未刺破凝塊；第三階段，刀刃刺破凝塊，切削過(guò)程開始；第四階段，刀片繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，凝塊中裂紋擴(kuò)展，直至完全被切斷，切削結(jié)束。

切削實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 15所示，以凝塊碎屑的最大截面尺寸作為量化指標(biāo)，分析切削速度對(duì)凝塊切削效果的影響，在MT過(guò)程中，血栓破碎越充分，越易于清除。

如表 1所示，當(dāng)切削速度為4000次/min時(shí)，最大碎屑的尺寸約18 mm2，隨著速度的增加，碎屑尺寸逐漸減小，當(dāng)切削速度達(dá)到10 000次/min時(shí)，碎屑的尺寸約6 mm2，比4000次/min時(shí)減小了約33%，隨著切削速度的進(jìn)一步提高，最大碎屑的尺寸基本保持不變。

切削速度增加時(shí)，4 mm2以上碎屑的占比也在逐漸減少。當(dāng)切削速度達(dá)到15 000次/min時(shí)，4 mm2以上碎屑的比例約9%，繼續(xù)增加切削速度時(shí)，這一比例不再變化。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適當(dāng)提高切削速度有助于更好地破碎凝塊。當(dāng)切削速度超過(guò)15 000次/min后，凝塊碎屑的最大尺寸和平均尺寸不再變化。這是因?yàn)樵诤愣ㄘ?fù)壓抽吸下，單位時(shí)間內(nèi)被吸入導(dǎo)管口的凝塊體積保持恒定。隨著刀片往復(fù)運(yùn)動(dòng)速率的增加，單位時(shí)間內(nèi)切削凝塊的次數(shù)越多，凝塊碎屑的尺寸越小。此外，凝塊是黏彈性材料^［29］，隨著切削速度的進(jìn)一步增大，凝塊的應(yīng)變速率加快，內(nèi)部交聯(lián)纖維蛋白的硬化作用增強(qiáng)，凝塊更難被有效切碎，從而使得碎屑尺寸在一定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。也有研究指出，機(jī)械血栓清除設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，5000～10 000 r/min的轉(zhuǎn)速是較為合理的，轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)溶血現(xiàn)象會(huì)更加明顯^［30］，極易導(dǎo)致其他并發(fā)癥。

5 討論

壓縮實(shí)驗(yàn)顯示，人體血栓的應(yīng)力隨應(yīng)變的變化呈現(xiàn)非線性趨勢(shì)，這與前人研究結(jié)果一致^［31-32］。凝塊的壓縮過(guò)程中變現(xiàn)出應(yīng)變硬化響應(yīng)，與之前文獻(xiàn)中報(bào)道的數(shù)據(jù)趨勢(shì)類似^{［18，33］}。

壓縮實(shí)驗(yàn)也顯示，所有凝塊均表現(xiàn)為非線性超彈性材料。在低應(yīng)變（εlt; 50%）下，凝塊表現(xiàn)出較小的應(yīng)力；而在高應(yīng)變（εgt; 50%）下，顯著發(fā)生應(yīng)變硬化。全血凝塊因含有約50%的紅細(xì)胞，在低應(yīng)變下表現(xiàn)出較高的剛度，其他幾種凝塊的剛度則較低。

應(yīng)變超過(guò)50%時(shí)，0% RBC凝塊的剛度顯著增加，達(dá)到最大值（80%應(yīng)變時(shí)），幾乎是人體血栓的4～5倍，這種變化主要由交聯(lián)纖維蛋白含量決定，在充分收縮后，其含量接近100%，交聯(lián)纖維蛋白對(duì)凝塊的機(jī)械性能有顯著的影響^［34-35］。

在機(jī)械清除血栓的過(guò)程中，相關(guān)器械通常會(huì)導(dǎo)致血栓顯著變形，因此在MT過(guò)程中，交聯(lián)纖維蛋白是影響清除效果的關(guān)鍵因素^［36］。本文發(fā)現(xiàn)從患者體內(nèi)獲取的人體血栓樣本之間的應(yīng)力應(yīng)變曲線存在差異，可能由多種原因引起。抽吸患者體內(nèi)血栓可能已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重變形，從而影響其機(jī)械性能；另外，血栓形成的時(shí)間差異也可能導(dǎo)致機(jī)械性能上的差異。

本文觀察到，延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)于存放在4 ℃下的血清中的凝塊的機(jī)械性能具有顯著影響，這與其他學(xué)者的研究結(jié)果^［18］基本一致。另外，儲(chǔ)存溫度對(duì)凝塊機(jī)械性能也有顯著影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，40%RBC凝塊在37 ℃下存放超過(guò)1 d后會(huì)完全崩解，無(wú)法進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)。

盡管外表看起來(lái)延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)凝塊的影響不大，但通過(guò)壓縮實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存會(huì)降低凝塊內(nèi)部成分（如RBC）的活性，導(dǎo)致其承受應(yīng)力的能力下降。同時(shí)，將凝塊保存在4℃的生理鹽水中能夠減緩因儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)而導(dǎo)致的應(yīng)力減小。因?yàn)樯睇}水的濃度與凝塊中紅細(xì)胞的溶質(zhì)濃度較為接近，有助于在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持凝塊的機(jī)械性能。鑒于目前關(guān)于凝塊最佳儲(chǔ)存條件的報(bào)道較少，基于本文的觀察結(jié)果，建議在凝塊形成后盡快進(jìn)行測(cè)試，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果需要延長(zhǎng)保存時(shí)間，建議將其置于生理鹽水中，并存放在4 ℃下，以保持機(jī)械性能和微觀結(jié)構(gòu)。

6 結(jié)論

本文通過(guò)壓縮實(shí)驗(yàn)研究了紅細(xì)胞對(duì)凝塊機(jī)械性能的影響，并通過(guò)切削實(shí)驗(yàn)研究了切削速度對(duì)凝塊切削效果的影響，主要得出了以下結(jié)論：

1）凝塊中紅細(xì)胞比容會(huì)對(duì)凝塊的機(jī)械性能產(chǎn)生較大影響，壓縮應(yīng)變較大時(shí)，紅細(xì)胞比容越低，凝塊剛度越大。

2）人體深靜脈血栓與凝塊的應(yīng)力應(yīng)變曲線具有相同的變化趨勢(shì)，故兩者具有相似的機(jī)械性能，其中，10%RBC～20%RBC凝塊與人體血栓樣本的剛度值最接近。

3）隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，凝塊的機(jī)械性能會(huì)逐漸變差，儲(chǔ)存10 d后相比剛制備時(shí)剛度降低超過(guò)50%。生理鹽水為保存介質(zhì)的凝塊，相比血清靜置10 d后的凝塊剛度降低約30%。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，40%紅細(xì)胞比容的凝塊在37 ℃環(huán)境中保存超過(guò)24 h即會(huì)分解。因此，凝塊制備后應(yīng)存放在低溫環(huán)境中，并盡快使用，以盡量減少機(jī)械性能的影響。

4）凝塊切削實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，提高切削速度有助于將凝塊的破碎，但切削速度增加到一定值后破碎效果提升有限。因此，機(jī)械血栓清除設(shè)備在工作過(guò)程中，應(yīng)將轉(zhuǎn)速控制在合理范圍內(nèi)，以確保清除效果并避免相關(guān)并發(fā)癥。

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（編輯 陳 勇）

作者簡(jiǎn)介：洪 麗，男，1995年生，碩士研究生。研究方向?yàn)榫苤圃臁?/p>

吳重軍*（通信作者），男，1988年生，副教授、博士。研究方向?yàn)榫苤圃旒夹g(shù)、智能制造。E-mail：wcjunm@dhu.edu.cn。

本文引用格式：洪麗，吳重軍，李景文，等.血栓模擬物機(jī)械性能及切削破碎效果研究［J］. 中國(guó)機(jī)械工程，2025，36（2）：342-350.

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基金項(xiàng)目：上海交通大學(xué)醫(yī)工交叉項(xiàng)目（YG2024QNB18）；浙江省自然科學(xué)基金（LY23E050002）