[實用新型]基于微型壓電泵的人工心臟輔助泵

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820108876.8
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN201244229Y
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬愛科;貫建春;張宏斌;孟憲龍;顧兆勇;付文宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A61M1/10
• 分類號: A61M1/10
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張 慧

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型是一種基于微型壓電泵的人工心臟輔助泵，屬于生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人工心臟是在解剖學(xué)、生理學(xué)上代替人體因重癥喪失功能不可修復(fù)的自然心臟的一種人工臟器。要想制成像自然心臟那樣精確的組織結(jié)構(gòu)、完全模擬其功能的人工心臟是極不容易的，需要醫(yī)學(xué)、生物物理學(xué)、工程學(xué)、電子學(xué)等多學(xué)科的綜合應(yīng)用及相當(dāng)長時期的研究。

從廣義及泵功能這一角度考慮，人工心臟研究可以回溯到體外循環(huán)的動脈泵開始，即1953年Gibbons將體外循環(huán)應(yīng)用于臨床。心肺機(jī)利用滾筒泵擠壓泵管將血泵出，猶如自然的搏血功能進(jìn)行體外循環(huán)。而人工心臟這個血液泵恰是受此啟發(fā)而開始研究的。1957年美國KOlff和Akutsn將聚乙烯基鹽制成的人工心臟植于人體內(nèi)生存一個半小時，以此為開端展開了世界性人工心臟研究。

近年來隨著對人體生理的認(rèn)識以及能源與材料技術(shù)的發(fā)展，全人工心臟(TAH)和長時間心室輔助循環(huán)(VADS)得到進(jìn)一步發(fā)展，具體表現(xiàn)在外置氣動泵向超壓縮電動泵發(fā)展，輔助循環(huán)向可攜帶全人工心臟發(fā)展，以及由永久性全人工心臟代替同種心臟移植。2001年7月美國已經(jīng)成功用于人體，但僅是開始。

康復(fù)工程近年來在我國有了長足的進(jìn)步，因此相應(yīng)的力學(xué)問題也日益增多！鐘坤喜等進(jìn)行了葉輪全人工心臟的雙心室輔助急性動物試驗及離心型人工心臟電動葉輪血泵的左心室輔助動物長期存活試驗研究。用自制的離心型人工心臟電動葉輪血泵在18頭小公牛身上行左心室輔助存活試驗。試驗期動物血液參數(shù)和器官功能無明顯變化，證明該裝置的血液相容性已經(jīng)達(dá)到設(shè)計要求，動物死亡或?qū)嶒灲K結(jié)，均由血泵內(nèi)軸承磨損引起。

目前的人工心臟輔助泵大多是采用旋轉(zhuǎn)軸及葉輪等機(jī)械零件驅(qū)動血液流動。旋轉(zhuǎn)軸與軸承的連接屬于活動連接，相對運動速度大；葉輪與葉輪腔內(nèi)壁之間的相對運動速度也很大；導(dǎo)致這些部位產(chǎn)生了很大的剪切應(yīng)力，很容易引起嚴(yán)重的溶血問題；同時也存在由于機(jī)械磨擦導(dǎo)致的發(fā)熱和血栓，以及對血液的污染和因此而導(dǎo)致的感染等嚴(yán)重問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有人工心臟輔助泵存在的上述弊端，提出了一種基于微型壓電泵的人工心臟輔助泵。這種基于微型壓電泵的人工心臟輔助泵是利用壓電振動膜隨著壓電變化而變形的特點，形成與心室舒縮相類似的運動從而完成泵血。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案。

基于微型壓電泵的人工心臟輔助泵，包括有進(jìn)口閥門、出口閥門、壓電振動膜、支撐體及設(shè)置在支撐體內(nèi)的舒縮流腔、進(jìn)口腔和出口腔。其中：壓電振動膜的兩端與舒縮流腔的內(nèi)壁固定連接，進(jìn)口腔的一端通過進(jìn)口閥門與舒縮流腔相連通，另一端與心室相連通。出口腔的一端通過出口閥門與舒縮流腔相連通，另一端與血管相連通。

基于微型壓電泵的人工心臟輔助泵，包括有進(jìn)口流管、出口流管、壓電振動膜、支撐體及設(shè)置在支撐體內(nèi)的舒縮流腔、進(jìn)口腔和出口腔。其中：壓電振動膜的兩端與舒縮流腔的內(nèi)壁固定連接，進(jìn)口腔的一端通過進(jìn)口流管與舒縮流腔相連通，另一端與心室相連通。出口腔的一端通過出口流管與舒縮流腔相連通，另一端與血管相連通。

本實用新型與傳統(tǒng)的機(jī)械葉輪式人工心臟輔助泵相比：避免了由于機(jī)械磨擦導(dǎo)致的發(fā)熱和血栓，以及對血液的污染和因此而導(dǎo)致的感染等嚴(yán)重問題；同時還具有耐久性好、體積小、能耗低等優(yōu)點。

附圖說明

圖1(a)為本實用新型的微型有閥壓電泵人工心臟輔助泵舒張期的結(jié)構(gòu)示意圖

圖1(b)為本實用新型的微型有閥壓電泵人工心臟輔助泵收縮期的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2(a)為本實用新型的微型無閥壓電泵人工心臟輔助泵舒張期的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2(b)為本實用新型的微型無閥壓電泵人工心臟輔助泵收縮期的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：1、進(jìn)口閥門，2、壓電振動膜，3、舒縮流腔，4、出口閥門，5、出口腔，6、支撐體，7、進(jìn)口腔，8、進(jìn)口流管，9、出口流管。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1～圖2對本實用新型作進(jìn)一步說明：

實施例1：

如圖1所示，本實施例中的壓電泵為有閥壓電泵，包括有進(jìn)口閥門1、出口閥門4、壓電振動膜2、支撐體6及設(shè)置在支撐體內(nèi)的舒縮流腔3、進(jìn)口腔7和出口腔5。其中：壓電振動膜2的兩端與舒縮流腔3的內(nèi)壁固定連接，進(jìn)口腔7的一端通過進(jìn)口閥門4與舒縮流腔3相連通，另一端與(左、右)心室相連通。出口腔5的一端通過出口閥門4與舒縮流腔3相連通，另一端與血管相連通。其中進(jìn)口閥門1、出口閥門4可以采用圖示瓣膜結(jié)構(gòu)，也可以采用彈簧-鋼球結(jié)構(gòu)。