[實用新型]一種減少溶血和血栓發(fā)生的離心式葉輪及人工心臟泵

有效

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• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN208911086U
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 王釗;趙晴;張宇;王梓慕;李東海
• 申請（專利權）人: 北京安生生物技術有限責任公司
• 主分類號: A61M1/10
• 分類號: A61M1/10
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 王雨杰

本實用新型提供了一種減少溶血和血栓發(fā)生的離心式葉輪及人工心臟泵，包括后蓋板以及若干間隔設置于后蓋板表面的葉片，所述葉片的進口安放角為10?40°，所述葉片的出口安放角為25?65°，所述葉片包角為70?130°，所述葉片厚度為0.6?5mm，所述葉片前緣厚度小于或等于所述葉片尾緣厚度，所述葉輪出口的寬度為2?15mm，所述離心式葉輪的葉輪吸入直徑為10?25mm。本實用新型所述的離心式葉輪能使壁面剪應力保持在合理范圍內，有效減少溶血和血栓的發(fā)生。

技術領域

本實用新型屬于醫(yī)療器械領域，尤其是涉及一種減少溶血和血栓發(fā)生的離心式葉輪。

背景技術

嚴重心衰患者發(fā)病率逐年上升，但心臟供體數(shù)量缺非常少，同時還面臨排異反應、感染及其他繼發(fā)疾病的問題，而人工心臟泵能輔助或者替代心臟的功能，因此人工心臟泵成為解決嚴重心衰的重要途徑。

人工心臟泵的發(fā)展主要經歷三個階段，第一代是仿生搏動泵，具有心臟類似的收縮和舒張過程，但體積大、耐久性低且不可靠；第二代是機械軸承的旋轉泵，運行穩(wěn)定，效率高，但卻存在著污染血液、軸承磨損的問題；第三代是磁懸浮泵，將轉子部件懸浮于泵腔內，轉子部件與泵外殼之間沒有機械接觸，從而避免磨損、血液污染等問題。

第二代和第三代人工心臟泵均屬于非搏動泵，又都能分為離心式和軸流式兩種，離心式是將進入泵的血液在離心力的作用下沿徑向流出，而軸流式泵是使血液沿著泵的旋轉軸進入泵，并沿著旋轉軸流出泵。

溶血和血栓是人工心臟面臨的重要問題。溶血是指紅細胞破裂，血紅蛋白從細胞中逸出到血漿中，這會造成人體生理發(fā)生紊亂，嚴重時會危及生命。血栓是由于血小板沉積導致的，如果血栓在血管中游離，會對人體的各個器官造成堵塞，威脅人類生命。

對于離心泵而言，葉片是泵的核心部件，葉片的形狀是決定泵各個性能的關鍵。優(yōu)化泵葉片參數(shù)，使泵剪應力參數(shù)保持在合理的范圍內，對減少溶血和血栓發(fā)生具有重要的作用。

發(fā)明內容

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種減少溶血和血栓發(fā)生的離心式葉輪，該葉輪能有效地減少溶血和血栓的發(fā)生。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種減少溶血和血栓發(fā)生的離心式葉輪，包括后蓋板以及若干間隔設置于后蓋板表面的葉片，所述葉片的進口安放角為10-40°，葉片的出口安放角為25-65°，所述葉片包角為70-130°，所述葉片厚度為0.6-5mm，所述葉片前緣厚度小于或等于所述葉片尾緣厚度，所述葉輪出口的寬度為 2-15mm，所述離心式葉輪的葉輪吸入直徑為10-25mm。

進一步的，所述葉片的前緣為圓形或橢圓形，尾緣為圓形或橢圓形，前緣和尾緣的長短軸之比均在1-3之內

前緣和尾緣切割為圓形或橢圓形相比較直線來說，能有效減少葉片對泵內血液的切割，進一步減少溶血的發(fā)生。

進一步的，所述葉片的數(shù)量為4-11個。

一種人工心臟泵，包括上述的離心式葉輪。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型所述的減少溶血和血栓發(fā)生的離心式葉輪具有以下優(yōu)勢：

(1)高速旋轉的離心泵葉片會對血液產生剪應力作用，當剪應力大于 150Pa時，就會對血細胞造成破壞，引起溶血發(fā)生；當剪應力小于20Pa時，就會造成血液的滯留，引起血栓，同樣威脅生命。本實用新型所述的離心式葉輪中的葉片設計參數(shù)條件下，通過有限元軟件模擬計算，結果顯示，絕大部分壁面剪應力的數(shù)值在20-150Pa之間，壁面剪應力大于150Pa的區(qū)域少，且血細胞能很快流走，暴露時間短，因此發(fā)生溶血的風險非常小；壁面剪應力小于20Pa的區(qū)域非常少，且該處血液流動性也較好，因此不會出現(xiàn)血液凝滯的現(xiàn)象，從而避免血栓的產生；