基于溶血性能的离心式旋转血泵设计
2011-09-02阮晓东陈松松钱伟文浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州3007
中国生物医学工程学报 2011年3期
阮晓东 陈松松 钱伟文 邹 俊 付 新(浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,杭州 3007)
2(浙江省人民医院心胸外科,杭州 310000)
引言
一直以来,溶血和血栓的形成是血泵临床应用中遇到的重大难题,因此如何改善血泵溶血和血栓特性,是血泵研究中的一个重要课题。研究表明,导致血泵中溶血和血栓形成的因素有很多,诸如流动中的涡旋区和滞止区、红细胞在流动过程中受到的剪切应力等。目前,研究者普遍认为,红细胞在流动过程中所受剪切应力的大小和暴露时间的长短跟溶血有很大关系,并有学者给出了溶血跟剪切应力和暴露时间的经验公式[1-2]。基于此公式,国内外学者也做了相关研究,证明了其有效性[3-4]。由于该公式便于在不进行溶血实验的情况下,对溶血有较为准确的估算,从而有利于研究者在血泵研制前期对血泵进行设计与优化。
对于如何改善血泵的溶血性能,国内外做了很多相关研究。Wu等研究了离心血泵叶轮与蜗壳上部的间隙大小对溶血性能的影响,分析比较了50、100、200μm等3种间隙,发现在100μm间隙下的溶血性能最好[5];封志刚等研究了叶轮叶片数、叶片角对溶血性能的影响,得到叶片数为6、叶片角为30°的对数螺旋线叶轮具有较好的溶血特性[6];李冰一等的实验分析并比较了5种叶轮血泵的溶血性能,发现混流血泵具有较好的溶血性能[7];张宝宁等通过对血泵流场进行数值模拟,认为流动分离会造成红细胞破坏[8]。目前,大多数研究者主要还是通过数值模拟或溶血实验,分析血泵中某些参数变化对溶血性能的影响,进而找到该参数较为合适的取值,使得血泵有较好的溶血性能。……
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