轴流心室辅助装置两种驱动型式探讨

探讨两种不同驱动方式对实验设计的轴流心室辅助装置的影响.同一轴流心室辅助装置主体血泵采用一体驱动和离体两种驱动方式驱动,在相同实验条件下,通过血泵稳定性实验、体外溶血测试实验,血泵导致血液温升实验确定两种驱动方式的优劣.实验结果表明:一体驱动较稳定;离体驱动血液相容性较好,导致驱动血液温度升高较低.离体驱动方式较一体驱动好,一体驱动电机产热是造成血泵溶血的一个重要因数.     

国产轴流血泵的血液相容性特征:验证性观察

背景:轴流式血泵是用于心室辅助的主要泵型。前期大量研究结果表明血泵内的不良血液流动特性是导致溶血和血栓的重要因素。目的:在前期轴流血泵的设计图基础上,利用计算机优化技术和计算流体力学的方法,通过改变血泵整体形态及叶轮形状设计一轴流血泵,并装配成型。设计:采用加工后实际测试验证理论设计的合理性。单位:首都医科大学附属北京安贞医院-北京心肺血管疾病研究所生物医学工程研究室与中国航天科技集团总公司北京十四所。材料:血泵泵体及叶轮为钛合金材料,轴承为陶瓷轴承。体外测试用首都医科大学附属北京安贞医院生物医学工程研究室的人工心室辅助装置试验测试台。实验用羊由首都医科大学附属北京安贞医院实验动物房提供。方法:于2005年初开始,首先在中国航天科技集团总公司北京十四所,利用计算机优化技术和计算流体力学技术,基于最大限度减小剪切力和减少流动死区的原则基础上设计血泵的整体形态、叶轮数目和形状、导叶轮的结构和位置以及叶轮的螺距。然后使用数控机床加工成型。最后将轴流血泵安装到首都医科大学附属北京安贞医院生物医学工程研究室的人工心室辅助装置试验测试台上,在输出条件为5L/min流量和13.3kPa压力,流体介质为甘油和水混合液以及新鲜抗凝羊血的条件下,血泵运转4h,每隔0.5h取血样标本。这样通过测试血泵的压力流量输出,以标准溶血指数反映血浆中游离血红蛋白含量,观察泵内血栓形成情况验证血泵的动力学输出性能及血液破坏程度。结果:加工成型后的轴流血泵为泵-机一体结构,包括泵体、叶轮、导叶轮、陶瓷轴承以及进出口等,容积63mL。体外实验结果证实,当血泵运转速度为10000r/min时,它的压力、流量输出为21.01kPa和6.0L/min,其动力学输出性能可以满足患者左心辅助需求,血泵连续运转时其表面温度变化不明显。计算流场显示血泵的内部大多呈层流状态,血泵的体外测试标准溶血指数为(0.047±0.017)g/100L,此数值远远低于以前的轴流血泵,且在血泵内部没有任何血栓形成。结论:经过CAD和CFD方法设计的轴流血泵,在满足左心辅助的压力、流量输出要求同时,血液破坏程度远远小于以前的轴流血泵,提高了轴流血泵的血液相容性。     

Ⅱ型轴流VAD的CAD及流场分析

目的：近年来随着心脏外科的发展，心脏移植的大量涌现，作为心脏辅助桥梁过渡的心室辅助装置（ventricular assistant device，VAD）的研究再次掀起高潮；而机电工程、材料技术的发展，又使VAD的实现逐渐成为可能。目前我国所研制的VAD不能应用于临床的最大障碍是VAD主体-血泵的血液相容性问题没有很好地解决．切确地讲VAD应用时的溶、凝血问题是目前国内、外VAD研制的一个难题。方法：本文中我们采用计算机辅助设计（CAD）工具设计Ⅱ型轴流VAD，用有限元计算方法进行泵内流场分析（CFD）的方法对VAD进行血液相容性研究。结果：（1）VAD的压力流量输出可以满足心室辅助的要求；（2）流场中的最大剪切率出现在叶轮入口的地方。在整个叶轮端面保持了较高的剪切率。而且随着转速升高。剪切率增大；流量增加，剪切率也增大；（3）在叶轮相对径向流速以较高速度旋转时．在入口附近．流场保持层流状态；接近转子时、流体开始加速．同时具有周向剪切速度；由于叶轮与转子连接部位具有不对称性．转子和泵壁之间的流场出现了不对称性，中下壁面出现较大波动，而在其对称面上没有出现波动；在叶轮附近．流场发生着剧烈的变化。同时随转速的不同．流动呈现不同的流动状态；在靠近轮毂的地方会出现湍流。叶片之间出现较大的分离涡流，流场剧烈波动；在出口导流叶片与叶轮的相接区域，流动出现局部回流，在狭窄的交接区域。出现流动滞止；流体进入导流叶片时．由于导叶端面有较大的几何形状变化，流动方向在此急剧变化会引起流动分离，从而影响了出口流速和流动的稳定性；（4）从流场显示中观察到叶轮与出口导叶片接触端面压力变化剧烈。结论：出口、叶轮内部及与其与出口导叶片连接部分、出口导叶片内部流场不稳定容易形成涡流和流动停滞，容易形成血栓；叶轮与出口导叶片连接端面以及叶轮内部剪切力较高，容易产生溶血。     

自制轴流血泵及其体外试验

目的：为了进一步改善自制Ｉ型血泵—微型离心血泵的机械性能和更能适应临床要求,我们在参考国外同类血泵的基础上,通过改变泵的整体结果、叶片角度、材料、密封方式和加工方法手段等,又自行设计和加工加微型轴流血泵－ＩＩ型血泵。材料与方法：ＩＩ型血泵由泵体、直流无刷电机、叶轮、一对磁片、导流槽和支撑架等部件构成,长度为１２５ｍｍ,容积１４７ｍＬ,材料是ＴＣ４钛合金,总重量３８０ｇ。我们根据不同的压力、流量输出,设计、加工出五、四、三叶片的叶轮。在此血泵中,电机的外壳和泵体内壳合为一体,这样可以减小血泵直径的…     

螺旋血泵的研制及其实验研究

血液相容性问题是影响心室辅助装置使用寿命及大量临床应用的重要因素之一。减少红细胞破坏和减少血液接触面积是目前可以提高血泵血液相容性的重要手段，为此我们1997年到1999年间研制了叶片为螺旋型且与血液接触面积小的螺旋血泵。血泵由泵体、螺旋叶轮、电机、医用硅橡胶密封圈和轴承等构成。叶轮的最大直径为21．8mm，最小直径是9．8mm，螺旋叶轮椎角41．8度，泵体最大直径30mm，血泵为钛合金材料，体积76ml，总重量220g。体外试验结果显示：1．螺旋血泵的输出是流量4L/min对应的平均压力为100mmHg。2．血泵的表面温度恒定在39℃左右，密封性能良好。3．螺旋血泵的溶血指数NIH为0.085g/100L低于轴流血泵的NIH值0.284g／100L，且未在螺旋叶轮周围未发现任何微小血栓，证实螺旋血泵对血液的破坏明显低于轴流血泵。4．由于密封引起的产热和耗能尚待于改进。     

XZ-ⅡA型轴流血泵的研制及体外流体实验

在自制XA-Ⅱ型轴流血泵的基础上,结合计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)以及计算机流场分析(computational fluid dynamics,CFD),通过改变泵的结构、叶片螺距、密封方式、材料加工手段自行研制和加工出一款微型轴流血泵XA-ⅡA型血泵.它由泵体、直流无刷电机、钛合金叶轮、陶瓷轴承等部件构成,材料TC4钛合金,总重量245g.在体外流量实验中,分别测量血泵的动力学输出、流量输出要求、产热以及密封性能.结果显示XA-ⅡA型血泵能够满足设计的要求,在120h连续运转过程中,血泵表面温度变化较小,而且密封性能很好.     

关于植入式转动血泵密封问题的研究进展

植入式转动血泵具有体积小、重量轻、效率高等优点,是心室辅助装置（ＶＡＤ）发展的一大主流,它的发展趋势尤如气囊反搏器那样经济方便。但是,在研究过程中也发现一些问题：密封、血栓形成、血液破坏等,严重阻碍了它的发展,而密封问题又直接影响了血泵的结构性能、溶血血栓,是近几年来研究的热点     

关于叶轮血泵血栓问题的研究进展

叶轮血泵具有体积小、重量轻、效率高等优点 ,是心室辅助装置 (VAD)发展的一大主流。在美国、日本及欧洲一些国家已得到了临床应用 ,取得了较好的效果。但是 ,在研究过程中也发现一些问题 :血栓形成、血液破坏、密封等 ,严重阻碍了它的发展。血栓形成一直是研究者们设法解决的问题。优化血泵的结构、改良与血液接触的表面材料是减少血栓形成的主要方法     

XZ-ⅡA型轴流血泵血液相容性的研究

本文就XZ-Ⅱ型血泵血液相容性展开研究     

轴流心室辅助装置两种驱动型式探讨

探讨两种不同驱动方式对实验设计的轴流心室辅助装置的影响。同一轴流心室辅助装置主体血泵采用一体驱动和离体两种驱动方式驱动,在相同实验条件下,通过血泵稳定性实验、体外溶血测试实验,血泵导致血液温升实验确定两种驱动方式的优劣。实验结果表明：一体驱动较稳定;离体驱动血液相容性较好,导致驱动血液温度升高较低。离体驱动方式较一体驱动好,一体驱动电机产热是造成血泵溶血的一个重要因数。