全悬浮微型心尖轴流泵左心辅助装置

目的:改进先前研制的微型心尖轴流泵,去除轴流叶轮的机械轴支持系统,实现叶轮在无机械轴承支持条件下的完全悬浮。方法:全悬浮微型心尖轴流泵由泵筒、轴流叶轮、尾导叶等组成,轴流叶轮设置在泵筒内,无机械转轴及支持轴承,利用定子磁力和流体动压实现叶轮的全悬浮。尾导叶为无轮毂中空结构,由轴流泵泵筒内壁向中心伸出,使中心区域形成血流通道。结果:全悬浮微型心尖轴流泵样机直径19 mm、长50 mm,在输出压力100 mmHg(1 mmHg=133.322 Pa)条件下,泵转速约16 000 r/min时流量可达5 L/min,在轴流叶轮转速超过6 000 r/min时可实现稳定的全悬浮,溶血指数为0.12 g/100 L。结论:该磁液悬浮轴流泵的流体力学特性和血液相容性初步达到左心辅助的要求,可进行动物体内植入实验,观察其长期心脏辅助效果及血液相容性。

心尖轴流泵的结构和性能的比较

目的:比较不同结构心尖轴流泵的流体力学及溶血特性差异。方法 :在体外模拟循环台上测试外形尺寸相似的4种不同结构的轴流泵(包括单滑动面球支点、双滑动面球支点心尖轴流泵及保留后导叶和无后导叶的全悬浮心尖轴流泵)的流体力学和溶血特性。结果:单滑动面球支点心尖轴流泵和双滑动面球支点心尖轴流泵的流体力学特性及溶血特性相似,均可在11 000 r/min条件下产生100 mm Hg(1 mm Hg=133.32 Pa)的压力输出和5 L/min的流量输出,标准溶血指数(normalized index of hemolysis,NIH)分别为0.023和0.025 g/100 L。在产生相同压力和流量输出条件下,两型全悬浮心尖轴流泵转速明显增加,保留后导叶的全悬浮心尖轴流泵和无后导叶的全悬浮心尖轴流泵转速分别为17 000和23 000 r/min,NIH分别为0.072和0.13 g/100 L。结论:单滑动面球支点心尖轴流泵结构简单、效率高、溶血强度低,可作为心尖轴流泵的结构选择;双滑动面球支点心尖轴流泵结构优势尚需在长时间体内植入实验中证实。悬浮心尖轴流泵体积较小,但效率较低,溶血作用强,保留后导叶可明显提高悬浮心尖轴流泵效率,降低溶血强度。