[發明專利]用于血液輸送或對剪切敏感流體輸送的自調節式轉子

無效

• 申請號: 200910146128.8
• 申請日: 2009-06-08
• 公開（公告）號: CN101590295A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 錢逸
• 申請（專利權）人: 錢逸
• 主分類號: A61M1/12
• 分類號: A61M1/12
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司
• 代理人: 徐關壽

技術領域

本發明屬于生物醫學工程技術領域，具體涉及用于人工心臟血液輸送或用 于其它對剪切敏感流體的輸送的無接觸、無軸承的轉子。

背景技術

近年來，隨著現代醫療技術的迅速發展，對于醫用器械的研發提出更高的 要求，如何設計開發高效、可靠，符合人體工程生物學要求的新一代醫用器械 是每一個科研工作者面臨的重大課題。為了輸送血液或者其它對剪切敏感的液 體，心血管醫療器械領域的研究者不斷地改進使血液泵體體積小、工作更為可 靠，盡可能地減少對輸送介質帶來不利影響。

旋轉式血液泵在心臟手術治療中已有一定的應用，可以能夠部分或全部替 代人體心臟供血機能，如：心臟輔助裝置。常見的為離心血泵，即將葉片裝在 軸上，當軸高速旋轉時，這些葉片通過引導血液改變其運動方向來增加血液的 壓力，葉片對血液的動力作用將形成動脈壓，這種類型的心臟輔助裝置，已應 用于臨床。由于離心式血液泵與其它形式血液泵相比血液相容性較好，近年來， 得到較廣泛的應用。然而，一般血液泵轉子結構中有軸承存在，說明書附圖圖3 為美國Biomedicus離心血液泵，該裝置中設有徑向滾珠軸承，其旋轉時對血液 產生的剪切力大，破壞性強，同時有摩擦產生，可能導致血栓的形成。

在近幾年的血液泵設計中，為減小摩擦磁懸浮技術被應用于血液泵，葉片 靠磁力懸浮在泵內，無需支撐，避免了葉片與泵體間的摩擦，減少血栓的發生。 但其結構上需要有一系列電子控制設備和傳感器，加重、加大了人工心臟的重 量和尺寸。同時，由于增設了電子設備，導致更多不安全因素。

另已公開的發明專利申請CN100382855C的人工心臟血泵即為一種采用磁 懸浮方式的無軸承無電機無軸的全人工心臟血泵，如上所述此類型人工心臟， 結構加工成本高，工作線圈需要用傳感器控制葉輪各向受力，工作可靠性較差。

發明內容

為了改善現有人工心臟現有技術結構復雜，制造成本高、對血液切割破壞 血液機制的不足，本發明的目的在于提出一種結構合理的轉子設計，它既滿足 臨床醫療中的使用，減小對血細胞的破壞，改善與血液的相容性，降低制造成 本，并具有極高的自平衡和自調節特性，可以用于人工心臟血液輸送或用于其 它對剪切敏感流體輸送。

為達到發明目的本發明采用的技術方案是：

一種用于血液輸送或對剪切敏感流體輸送的自調節式轉子，所述轉子在泵 體內旋轉，使流體增壓沿圓周方向流出，其特征在于相對介質流動的方向，包 括迎流面和背流面，所述迎流面是指正向介質流動的一面，所述背流面是指背 向介質流動的一面；轉子的上下兩端面為上斜面和下斜面，假設沿中心軸切割 后，上斜面和截面的交線與旋轉水平面所形成的夾角為上頂面角β，β＞0°，下 斜面和截面的交線與旋轉水平面所形成的夾角為下底面角α，α≥0°；轉子的數 量必須為偶數，轉子沿中心旋轉軸軸對稱分布；

轉子上下兩端面與泵體之間形成轉子間隙，所述轉子間隙是指上下兩端面 每個點到相對應的泵體內表面的距離，從迎流面到背流面的轉子間隙是遞減的。

本發明轉子的上下兩端面均設有雙傾斜面設計，且與血液的相對流動方向 形成一定的角度，同時，上下兩端面與泵體之間形成一定間隙，從迎流面到背 流面的轉子間隙為遞減時，轉子置于人工心臟外殼內旋轉增壓，在血液流經轉 子時可自動調節各運動方向的作用力，使轉子保持平衡狀態，無需軸承，轉子 與外殼之間無接觸，無摩擦。

所述下底面角為限定的角度，具有明顯的效果，如下底面角α＝10°±10°。

同樣的，當上頂面角β＝40°±20，具有自平衡高穩定性。

尤其在轉子間隙為20μm～100μm，本發明專利可以顯出更優異的穩定特性。

相比現有技術的血液泵系統，本發明提供的轉子以及血液泵體，其有益效 果為：

(1)與利用磁懸浮技術作為驅動力的血泵相比，因采用動壓自動調節，無 需任何附加控制設備，造價更低廉，控制更簡單、也更安全，并且加工制造更 為容易。

(2)與其它軸流式血液泵相比，在同樣的輸送血壓的條件下，本方案僅需 要軸流式血泵約1/4的轉速，因此，具有高效的穩定性和可靠性，需軸承以及連 接轉子的軸，無接觸，無摩擦，有效地減小了轉子對血細胞的破壞性，極大地 提高了人工心臟的血液相容性和動力學特性；

(3)體積小，重量輕，可用作為植入體內型人工心臟。

說明書附圖