[發明專利]一種人工心臟泵裝置及磁性隔膜泵的制備方法

在審

• 申請號: 202310019976.2
• 申請日: 2023-01-06
• 公開（公告）號: CN116212225A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 曹全梁;田雨;孫宇軒;李亮
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61M60/165
• 分類號: A61M60/165;A61M60/268;A61M60/459;A61M60/835
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 李君;廖盈春

本發明提供了一種人工心臟泵裝置及磁性隔膜泵的制備方法，屬于醫療器械領域，人工心臟泵裝置包括磁性隔膜泵系統和磁場發生系統；磁性隔膜泵包括磁性隔膜和非磁性泵體；磁性隔膜在徑向充磁后在均勻磁場下發生形變；非磁性泵體配合磁性隔膜產生彈性形變，通過改變磁性隔膜泵的容積實現泵血的功能；軟管連接磁性隔膜泵與人體心臟連接的各個動脈或靜脈，完成人體血管和磁性隔膜泵中血液的運輸與循環；單向活瓣控制血液的單向流動；磁場發生系統產生沿磁性隔膜軸向方向的均勻磁場。本發明提供的人工心臟泵裝置具有更高的運行可靠性和更長的使用壽命。

技術領域

本發明屬于醫療器械領域，更具體地，涉及一種基于磁力矩的人工心臟泵裝置及磁性隔膜泵的制備方法。

背景技術

心力衰竭發病率和病死率均較高，是公認的心血管疾病領域的最后戰場。隨著老齡化程度逐漸加深，心血管疾病發病率預計將持續增長，極大地危害人類的健康和自然壽命。心力衰竭是指由于心臟的收縮和舒張功能發生障礙，不能將靜脈回心的血液充分排出心臟，并且動脈血液在心臟灌入不足，從而引發的心臟內血液循環障礙。

針對心力衰竭，單獨的藥物治療往往不能達到很好的效果。目前，心臟移植手術是公認的治療終末期心衰患者的唯一有效手段。然而心臟供體嚴重缺乏，難以滿足大量心衰患者的需求，因此，采用外科手術治療植入人工心臟泵裝置，輔助甚至代替受損心臟功能，改善心衰患者生活質量將成為未來心力衰減治療的關鍵。

目前，關于人工心臟的研究已經歷經三代產品的迭代。第一代人工心臟是模擬自然心臟收縮與舒張原理的循環輔助裝置，產品結構復雜，手術難度大，易造成機械故障和血栓的形成，極大地影響患者的生存率；第二代人工心臟則并非利用心臟血腔容積變化驅動血液循環，而是采用離心泵或軸流泵驅動血液流動，已經獲得目前臨床上的廣泛應用；第三代人工心臟則是在第二代的基礎上采用磁液懸浮、磁懸浮、純水懸浮等技術，避免了血液與軸承的直接接觸，進一步減少血栓的形成。目前臨床上主要使用的第二代和第三代人工心臟裝置，其主要原理都是在患者心臟上安裝泵體，利用泵體以實現血液循環，這種治療方式會存在一些問題：植入體內的心臟輔助裝置必須通過有線的方式與外界的功能設備相連接，不僅會影響患者日?；顒樱赡軙斐筛腥尽⒀ㄉ踔烈幌盗胁l癥；此外，機械泵血裝置在使用過程中可能會出現機械故障和磨損，極大地影響心臟輔助裝置的使用壽命。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種人工心臟泵裝置及磁性隔膜泵的制備方法，此裝置的驅動基于磁力矩原理，旨在解決現有的基于磁梯度力原理的心臟輔助裝置所需驅動磁場大、驅動裝置復雜、控制難度高且精度低的問題。

為實現上述目的，一方面，本發明提供了一種人工心臟泵裝置，包括：磁性隔膜泵系統和磁場發生系統；

磁性隔膜泵系統用于經過徑向磁化后在均勻磁場下進行三維形變動作，完成心臟對血液的泵入和泵出功能；

磁性隔膜泵系統包括磁性隔膜泵、軟管和單向活瓣；

磁性隔膜泵包括磁性隔膜和非磁性泵體；磁性隔膜位于非磁性泵體的上下方兩側，磁性隔膜用于在徑向充磁后在均勻磁場下發生形變；非磁性泵體用于配合磁性隔膜產生彈性形變，通過改變磁性隔膜泵的容積實現泵血的功能；磁性隔膜包括磁性顆粒和非磁性泵體；磁性顆粒為在徑向方向磁場下磁化的永磁顆粒；非磁性泵體由柔性基底材料構成；

軟管用于連接磁性隔膜泵與人體心臟連接的各個動脈或靜脈，完成人體血管和磁性隔膜泵中血液的運輸與循環；

單向活瓣安裝于軟管之內，用于控制血液的單向流動，防止血液逆流；

磁場發生系統用于產生沿磁性隔膜軸向方向的均勻磁場。

進一步優選地，柔性材料為聚二甲基硅氧烷樹脂或硅膠；磁性顆粒為NdFeB、SmCo和AlNiCo材料的一種或幾種材料的混合。