李刚，葛斌△，方旭晨，赵圣功，徐毅骁，魏凌轩

(1.上海理工大学医疗器械与食品学院，上海 200093；2.上海市杨浦区市东医院，上海 200438)

1 引 言

心力衰竭是心血管系统常见病，发病率和死亡率仍处于较高的水平，影响到全世界2300万人[1]。心室辅助装置(VAD)能够辅助或替代心脏的部分功能，减少心脏负荷，推动血液循环，逐渐成为终末期心衰患者的有效治疗手段[2-3]。体外模拟循环系统(MCS)作为模拟人体循环系统血流动力学的试验平台，能够用于VAD的体外性能测试和血流动力学性能评价[4]，单向阀是MCS中的重要元件，主要功能是模拟心脏的瓣膜，使血液在循环系统中沿一定的方向流动，其流体力学和血液相容性性能对循环系统的正常运行有至关重要的影响。当前MCS中使用的单向阀多为机械类，具有较好的耐久性和血流动力学性能，但易有溶血、血栓等并发症[5]。随着体外循环技术的进步以及生物医学材料的发展，人工机械单向阀的性能得到进一步改善，但与理想的机械类单向阀仍存在一定差距。理想的机械类单向阀应满足如下要求[6]：血液流经机械单向阀的压力损失小；血液通过阀芯产生的流场近乎生理状态，无明显涡流；单向阀表面切应力在血细胞破碎极限范围内，抗溶血性能好；材料易得，便于制造；性能稳定，具有较好的耐久性。

计算流体动力学(CFD)通过数值模拟对单向阀的压力损失以及抗溶血性能进行评估，缩短了设计与实验周期。本研究应用Fluent软件对活塞阀、鸭嘴阀以及自制蝶阀的流场进行分析比较，蝶阀的流场优于其他两种。……