五种叶轮血泵体外溶血试验的研究

血泵的标准溶血指数反映了它对血液的破坏程度 ,是衡量血泵性能的一个重要指标。选用 I型离心、II型轴流、磁耦合、I型和 II型螺旋混流 5种叶轮血泵 ,用新鲜抗凝羊血 5 0 0 m l,平均压力 10 0 mm Hg,流量 5 L/ m in,在转泵 0、0 .5、1.0… 4.0 h后 ,测量血浆游离血红蛋白含量和血泵出口处的表面温度 ,计算标准溶血指数。结果表明 ,5种血泵的转速、温度变化与溶血指数是没有直接关系的 ,由结构形成的运动流场是对血液造成破坏的主要原因。本文对 5种血泵的温度变化。

组织工程支架材料的研究进展

研究开发具有良好性能的组织工程支架材料是组织工程研究的热点之一。由于组织工程支架材料的研究面较广,文章仅从研究热点中的不同材料间的复合、致孔剂的应用、生长因子的引入三个方面,对组织工程材料的研究状况做一综述,为广大从事组织工程研究的同仁们提供参考。

三种叶片式血泵的体外溶血试验研究

血泵对血液的破坏程度是衡量血泵性能的一个重要指标。本文针对三种叶片式血泵即离心泵、轴流泵、混流泵的溶血试验做一比较分析。在试验中 ,选用了我们研制的Ⅰ型离心血泵、磁耦合型轴流血泵、螺旋混流泵。在一封闭管道中 ,注入新鲜抗凝羊血 5 0 0ml,水浴温度 37℃ ,血泵辅助流量为 5L min ,平均压力10 0mmHg,分别在泵转后 0、 0 5、 1 0、 1 5、… 4 0h测量血浆中游离血红蛋白 (FHB)和纤维蛋白原 (FIB)含量 ,最后计算出三个血泵整个过程中的标准溶血指数NIH。结果表明三种血泵对血液都有一定的破坏 ,它们的NIH值分别为 0 112 5± 0 0 15 7g 10 0L、 0 0 931± 0 0 137g 10 0L和 0 0 5 6 1± 0 0 0 5 8g 10 0L ,由此可得出混流泵对血液的破坏最小。

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。

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。

辅助循环装置的能源现状

辅助循环装置的能源现状李冰一综述蔺嫦燕审北京安贞医院（北京１０００２９）李冰一：女，２５岁，实习研究员。辅助循环是用机械或生物机械手段部分或全部替代心脏泵功能，以维持良好的全身循环状态的一种治疗方法。它包括全人工心脏（ＴＡＨ）和心室辅助（ＶＡＤ），它...

纳米碳改性聚氨酯复合材料的表面抗凝血性能

研究纳米碳改性聚氨酯复合材料表面的血液相容性。将经过表面处理的纳米碳分散到聚氨酯体系中 ,制成聚氨酯 纳米碳复合薄膜。通过血小板荧光标记人全血灌注实验和羊全血体外循环等实验 ,观察和测定血小板在材料表面的粘附作用以及血液中血红蛋白浓度、纤维蛋白原浓度的变化 ,探讨纳米碳对聚氨酯抗凝血性能的影响。实验结果显示聚氨酯 纳米碳表面血小板的粘附明显低于单纯聚氨酯对照组 ;体外循环 4h后 ,血液中血红蛋白浓度、纤维蛋白原浓度的变化程度减小。表明纳米碳与聚氨酯的复合可以提高材料的血液相容性。

Ⅱ型叶片轴流血泵的研制及体外流量实验

在自制Ⅰ型离心血泵和借鉴国外同类血泵的基础上 ,我们通过改变泵的整体结构、叶片角度、材料、密封方式和加工手段等 ,又自行设计和加工另一微型轴流血泵 -Ⅱ型血泵 ,它由泵体、直流无刷电机、叶轮、一对磁片、导流槽和支撑架等部件构成 ,总长度 12 5mm ,容积 147ml,材料是TC4钛合金 ,总重量 380g。我们根据不同的压力、流量输出要求 ,设计、加工出五、四、三叶片的叶轮。在模拟试验台 ,我们分别测试此泵的动力学输出、产热和密封性能。结果显示 :(1)五叶片泵在 80 0 0rpm时输出为 6 .8L/min、12 0mmHg ;根据各叶片泵的输出曲线得出 :五、四、三叶片泵的压力和流量均随着转速的升高而升高。 (2 )当前负荷为 0mmHg时 ,五、四、三叶片血泵转速80 0 0rpm流量为 5 .0L/min时 ,所对应的最大的压力约为 170mmHg、16 0mmHg和 130mmHg ,可见在同流量输出情况下 ,随着叶片数的减少压力随之降低。 (3)五、四、三叶片泵的流量、压力输出受前负荷影响较小。 (4 )血泵的效率随着转速的升高而升高。 (5 )在 12 0h的连续运转过程中 ,血泵的表面温度变化较小 ;密封性能也较好。

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 2 1 8mm ,最小直径是 9 8mm ,螺旋叶轮椎角 4 1 8度 ,泵体最大直径 30mm ,血泵为钛合金材料 ,体积 76ml,总重量 2 2 0g。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 10 0mmHg。 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 0 85g 10 0L低于轴流血泵的NIH值 0 2 84g 10 0L ,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。

自制轴流血泵溶血实验

在XZ-Ⅱ型轴流血泵基础上,通过计算机流体辅助设计,改进研制出XZ-ⅡA型轴流血泵,之前对其结构、材料、产热和动力学输出性能等做过论述[1],但是其体外溶血性能以及在体适应性都没有检测。这里通过体外模拟循环实验,初步检测XZ-ⅡA型轴流血泵体外溶血性能,通过动物在体实验衡量其在体适应性。试验测得XZ-ⅡA型轴流血泵体外实验NIH值为(0.0473±0.0165)mg/dL。四例实验动物16h在体辅助无机械故障,血泵辅助后实验动物血液FHb开始上升,平均最高达到(32.06±4.64)mg/dL。XZ-ⅡA型轴流血泵实验结果与国外同类型血泵比较不是很理想,应用于临床前仍需做大量改进。

XZ-Ⅱ型轴流血泵的流场分析

血液破坏是目前影响国产心室辅助装置(ventricular assist device,VAD)不能临床应用的主要障碍。方法本文中采用计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)工具设计XZ-Ⅱ型轴流血泵,并用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法进行泵内流场分析对VAD进行血液相容性研究。结果①血泵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,出现周向剪切速度,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,在叶轮附近,流场发生剧烈的变化,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,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,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叶轮与出口导叶片接触端面压力变化剧烈。结论叶轮内部、叶轮与导叶片连接部分、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。

磁驱动血泵溶血分析

测试磁驱动轴流心室辅助装置主体血泵溶血性能。利用计算流体力学(CFD)软件ANSYS,基于红细胞受到切应力和相应曝光时间的计算溶血方法预测血泵溶血性能,计算红细胞粒子随着时间推移在血泵内运动轨迹上受到破坏程度。通过体外模拟循环实验实际测试血泵体外溶血性能,计算得到血泵实际标准溶血指数。CFD计算结果转化的标准溶血指数与实际体外实验结果比较相差较大,与CFD计算简化和实际计算循环周期有很大关系。磁驱动轴流心室辅助装置主体血泵有较好的实际溶血性能,血泵实验期间无不良状况发生,可以进行进一步实验。

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 aideddesign ,CAD)以及计算机流场分析 (computationalfluiddynamics ,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 2 4 5g。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 12 0h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。

轴流血泵对心衰动物的辅助试验研究

选择 2 0只雄性健康成年绵羊 ,采用结扎冠脉方法建立心衰模型后 ,随机分为两组 ;心衰后实验组运用自制轴流血泵进行左心辅助 ,分别在结扎冠脉前、心衰后和左心辅助 1h测量两组动物各项血液动力学参数 ,探讨血泵的动力学输出和对衰竭心脏的辅助功能 ,并取标本进行光、电镜检查。通过测试实验组血液的FHB、Fib和主要器官的栓塞情况 ,观察血泵对血液的破坏程度。结果得出 :(1)选择性结扎冠脉比较适合作为LVAD的左心衰动物模型。 (2 )血泵的压力、流量输出能够达到辅助要求 ,血泵辅助流量可占总流量的 10 0 %。 (3)并联于左心房和腹主动脉的血泵是通过部分分流和提高主动脉舒张压方式促进心肌的恢复 ;病理检查结果与血液动力学结果推测一致。 (4 )实验组短期在体试验辅助 2 4h ,标准溶血指数NIH为 0 .0 8g/ 10 0L ,试验结束肾脏有散在白色斑块 ,血泵的进、出口与管道接口处覆盖一层薄薄白膜 ;血泵表面温度变化较小。

螺旋血泵的CFD分析

溶血和血栓是目前国内心室辅助装置不能应用于临床的主要原因。血泵的不良血液动力学特性是导致溶血和血栓的主要因数。计算流体力学(CFD)方法目前被广泛应用于血泵设计,它可以准确有效地反映血泵内部流场状态、血泵压力流量曲线以及血泵内部流场剪切力分布状态等。本研究采用CFD方法对自制螺旋血泵的泵腔、出入流口进行流场分析,内部流场采用三维彩图显示。结果显示CFD分析结果很好的与体外实验结果吻合。血泵血液动力学特性,以及内部血流状态采用CFD方法分析,可以有效地分析血泵血液相溶性方面的问题。

计算流体力学分析评价XZ-Ⅱ型血泵的血液破坏

目的运用计算机流体力学(CFD)分析评价XZ-Ⅱ型血泵的溶血情况。方法将XZ-Ⅱ型血泵的主体血泵CAD二维图采用Solid Work三维造型软件过渡生成几何数据文件,然后采用Fluent6.1流场分析软件做计算和流场分析,同时进行体外溶血实验。结果CFD显示,在叶轮入口、叶轮的端面和叶轮与导流叶片间,有较大的剪切率产生,且后者引起流动分离,从而影响了出口流速和流动的稳定性;体外溶血实验示,标准溶血指数(NIH)为(0.0473±0.0165)mg/dL。结论采用湍流模型和非牛顿流体粘性系数公式进行CFD对血泵溶血情况的分析,基本反映了血泵内部血流特性,XZ-Ⅱ型血泵在叶轮入口、叶轮端面和导流叶片等处产生高剪切力,应进行相应的改进。

磁力驱动轴流血泵溶血实验和动物实验

目的对研制开发的一种新型的磁力外驱动轴流式心室辅助血泵的血液相容性能进行测试。方法利用特制血袋作为模拟循环管道,羊血作为循环介质,采用标准溶血指数衡量体外溶血实验性能。通过3只山羊12h在体实验衡量其在体适应性。结果实验测得轴流血泵体外实验标准溶血指数(NIH)为(0.158±0.043)mg/L。3例实验动物12h在体辅助无机械故障,血泵辅助后实验动物血液中游离血红蛋白(FHb)开始上升,最高达到164.8mg/L。结论磁力外驱动轴流血泵实验结果比较理想,值得进一步改进。