泵機合一可植入式軸流血泵轉子葉片結構的製作方法

2023-06-18 17:39:36 2

專利名稱：泵機合一可植入式軸流血泵轉子葉片結構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於醫療器械技術領域，具體涉及一種心室輔助裝置，特別涉及一種可植 入式心室輔助裝置。
背景技術：
心力衰竭是心血管出院病人最常見的診斷，也是醫療費用最高的疾病，國際上已將心 衰作為本世紀需要解決的一項重要課題。由於供體的缺乏，大約30%準備接受心臟移植的 病人在等待供心過程中死於心功能惡化，心室輔助裝置(VAD)的出現和發展，使得心衰 的治療有新的途經，從1981年開始，美國國立衛生研究院(NIH)起動RFDs計劃(aRequest For Proposals)用於發展"用於長期心臟支持的可植入式能使病人自由移動，電動能源的心 室輔助裝置"。到目前為止共投入超過400億美元的資金以支持心室輔助裝置的研發。2006 年歐洲心衰指南已將心室輔助裝置作為心衰治療的方法之。經過多年的研究，目前國際上 已經有數種產品應用於臨床，主要用於心臟移植的過渡。心功能的恢復甚至永久性替代治 療。但進口產品價格昂貴，使得心室輔助裝置的國產化研製迫在眉睫，泵體合一可植入式 軸流血泵則是心室輔助裝置的關鍵核心部件。而血泵轉子設計又是軸流血泵的關鍵部件。 由於這種心室輔助裝置要植入體內，對其主要部件的泵機合一微型軸流血泵的重量和尺寸 限制苛刻，而且要求軸流血泵在轉速不十分高的情況下泵出一定的血流量。而影響微型軸 流血泵重量、尺寸，以及影響血流量的重要部件是該微型軸流血泵的轉子葉片的結構設計。 發明內容
本實用新型的目的在於，提供一種用於泵機合一可植入式微型軸流血泵的新型的血泵轉 子葉片結構設計，它既能減少軸流血泵的體積和重量，又能泵出較大血流量。
本實用新型設計的泵機合一可植入式軸流血泵的轉子結構如圖1所示，它採用串列螺
旋漿結構形式，具體由前置小轉子2和後置大轉子3同軸串列組成；按血流方向，前置小
轉子2在前，直徑為10-1 lmm，軸向長度為21-22mm，螺距為35-37mm;後置大轉子3 在後，直徑為18-19mm，軸向長度為10-llmm，螺距為27-28mm;軸1的直徑為4-5mm。
本實用新型中，轉子的螺旋漿葉切面採用船用導管螺旋漿的機翼形葉切面，以代替一 般血泵的平板形葉切面。
本實用新型中，轉子螺旋漿葉片根部最大厚度為l-1.2mm，梢部最大厚度為0.7-0.8mm，
轉子葉片根部厚度呈線性變化。
本實用新型設計的轉子結構具有如下特點
1. 採用了船用螺旋槳特種推進器中的串列螺旋槳的概念來設計植入式軸流血泵的轉 子葉片。所謂串列螺旋槳是指兩隻普通螺旋槳安裝在同一根軸上，且按同一轉速旋轉，稱 為串列螺旋槳。其優點是(1)與其它特殊推進器相比，結構簡單、製造加工較方便，(2) 在總盤面比相同條件下，在負荷較輕時，串列螺旋槳和普通螺旋槳具有相當的最佳效率， 但串列螺旋槳的最佳直徑約比普通的小8%，在中等負荷時串列螺旋槳的效率約高1.5%， 直徑約小3%;在直徑受到限制時，串列螺旋槳效率高於普通螺旋槳，限制直徑10%時，
效率約高3%，限制直徑20%時，則效率約6%; (3)外界負荷變化時對主機轉速影響不大、
主機功率發揮較好；(4)由於功率和推力由兩隻螺旋槳分擔，故能緩和由推進器引起的振
動，船用串列螺旋槳的上述優點正好適用於植入式軸流血泵流道狹長，受限制。本實用新 型將船用串列螺旋槳的概念，引入植入式軸流血泵轉子設計。本實用新型的植入式軸流血 泵轉子採用串列轉子形式。
2. 採用大、小轉子串列，小轉子在前，大轉子在後。由於本實用新型植入式泵機合
一軸流血泵的流道有主流道和支流道，而且主流道(^ 10mm llmm)和支流道(一0.2mm 0.25mm)大小尺寸懸殊，採用小轉子在前，大轉子在後可保證絕大部分血液在進入血泵時 從主流道通過，而支流道微量血液則藉助於設置在後面的大轉子的葉梢部分作用通過，這 樣可以保證血液在主、支流道中順利分叉，流暢通過，不產生擁堵血栓現象。(附圖l)
3. 為進一步提高植入式軸流泵的效率，增大壓頭，本實用新型轉子的葉切面採用船 用導管螺旋槳的機翼形葉切面，取代一般泵的平板形葉切面。機翼形切面比平板形切面的 優點在於，由於血液流過機翼形切面時，葉切面的葉面出現正壓，稱為正壓面，葉切面的 葉背出現負壓，稱為吸力面，葉面、葉背之間的壓力差可提高血泵效率，增大壓頭。(附 圖2)


圖l為本實用新型結構圖。
圖2為本實用新型機翼型葉切面形狀及表面壓力分布。其中，(a)為葉面壓力分布， (b)為葉背壓力分布。
圖中標號l為轉子軸，2為前置小轉子，3為後置大轉子，4為機翼形葉切面葉面， 5為機翼形葉切面葉背。
具體實施方式

下面通過實施例進一步描述本實用新型。本實施例子設計大、小串列轉子，前置小轉
子^10mm，軸向長度為21mm，螺距為35mm;後置大轉子^18mm，軸向長度為10mm，
螺距為27mm;大、小轉子的距離為4mm;大、小轉子部分軸的^4mm，轉子根部(或稱 尾部)最大厚度為lmm，梢部(或稱頭部)最大厚度為0.7mm，轉子根部最大厚度呈線性 分布，旋向為左旋。按照船用加速導管螺旋槳ka系列的剖面形式計算出大、小串列轉子各 半徑葉切面值表。據此輸入到五坐標程控銑床，就可以加工成附圖1所示的轉子-軸一體化 大、小串列螺旋槳。
權利要求1、一種泵機合一可植入式軸流血泵轉子葉片，其特徵在於採用串列螺旋漿結構形式，由前置小轉子(2)和後置大轉子(3)同軸串列組成，按血流方向，前置小轉子(2)在前，直徑為10-11mm，軸向長度為21-22mm，螺距為35-37mm；後置大轉子(3)在後，直徑為18-19mm，軸向長度為10-11mm，螺距為27-28mm；軸(1)的直徑為4-5mm。
2、 根據權利要求1所述的泵機合一可植入式軸流血泵轉子葉片，其特徵在於轉子螺 旋漿葉切面採用機翼形。
3、 根據權利要求1所述的泵機合一可植入式軸流血泵轉子葉片，其特徵在於轉子螺 旋漿葉片根部最大厚度為l-1.2mm，梢部最大厚度為0.7-0.8mm，轉子葉片根部厚度呈線 性變化。
專利摘要本實用新型屬於醫療器械技術領域，具體為一種泵機合一可植入式軸流血泵轉子葉片結構設計。它採用串列螺旋槳結構形式，具體由前置小轉子和後置大轉子同軸串列組成，小轉子在前，大轉子在後，轉子螺旋槳葉切面採用機翼形。本實用新型設計的轉子葉片，可使軸流血泵的泵體外形儘可能小，重量儘可能輕，而且在轉速不高的情況下，能夠泵出較大流量的血液。適合於植入式軸流微型血泵使用。
文檔編號A61M1/12GK201209588SQ200720077869
公開日2009年3月18日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年12月29日
發明者劉中民, 亮 葉, 周連第, 範慧敏, 陳應生 申請人:同濟大學附屬東方醫院