高速螺旋血泵中,血液的损伤问题一直困扰着医务工作者和研究人员,并逐渐成为影响高速螺旋血泵进一步发展并走向临床的最大桎梏。本项目以高速螺旋血泵中由于叶轮机械的高速运动所引起的血液损伤问题为对象,创新性地提出了血液机械损伤概念,并综合运用机械设计学、流体力学、血液流变学、生物力学、声波动力学等多学科知识,进行了以下系统研究针对人体血液特殊的流变特性及高速螺旋血泵特定的流域环境,对血液在低剪变率及高剪变率两种不同条件下的环形空间螺旋流动特性进行了研究,得出了环形空间血液螺旋流动规律,分析了环形空间螺旋流场中红细胞的力学性能;针对高速螺旋血泵中产生血液机械损伤的主要因素,从理论、仿真、实验三方面进行研究分析,得出了高速螺旋流场中红细胞由于撞击、剪切、压差、湍流、温度等引起的损伤规律,并在此基础上研究了多因素综合作用下血液机械损伤规律,提出了基于血液机械损伤机理的高速螺旋血泵结构优化设计方法;根据电磁驱动理论,建立了大间隙磁力传动系统空间磁场数学模型,确定了高速螺旋血泵无损伤非接触能量传递方案,制作了外磁驱动轴流式血泵的实验装置。
英文主题词blood;mechanical injure;multifactor;blood pump;optimization