一种生理旋动后导叶人工心脏

摘要

本发明涉及一种生理旋动后导叶人工心脏，属于生物医学工程领域。该装置由血泵套筒，前导叶，叶轮，生理旋动后导叶四部分组成。其中在血泵套筒的前端固定前导叶，后部设置生理旋动后导叶；在前导叶与生理旋动后导叶之间是叶轮；叶轮和生理旋动后导叶之间通过转轴连接；叶轮和生理旋动后导叶采用半球支撑结构与前导叶以及后悬臂支架相连。所述生理旋动后导叶的叶片几何结构包括三部分：前段叶片与叶轮的叶片走向一致，中段叶片与主动脉血管轴线平行，后端叶片与主动脉生理弯曲一致。本发明采用生理旋动后导叶替代传统后导叶，优化血泵出口血流流场，产生与正常生理接近的旋动血流，降低植入后的血管病理性改变，提高患者的愈后生理效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生理旋动后导叶人工心脏，属于生物医学工程领域。

背景技术

人工心脏已经逐渐成为了治疗心力衰竭的有效方法之一，而其引起主动脉病变是限制人工心脏临床应用的关键并发症。为此，专利2014102513825设计了悬空后导叶，增加对主动脉的冲刷效果。相似的，专利201410379867.2设计了具有悬臂结构的后导叶，其上叶片采用与叶轮叶片螺旋角度相反的结构，降低了后导叶处的流动死区，从而降低了血流对于主动脉血管的冲击。类似的，专利201410537298X设计的人工心脏后导叶叶片的螺旋角与叶轮叶片相反，从而改善人工心脏的水力学特性。专利2014104680409设计的人工心脏则用悬臂支架替代了后导叶，从而增加了对于人工心脏下游的冲刷效果。虽然上述发明在一定程度上降低了人工心脏对于主动脉的冲击，但是依然存在以下问题。研究发现主动脉内的旋动流特性是保持主动脉正常结构与功能的关键血流动力学因素，而传统人工心脏在设计时均未考虑保持主动脉内正常的血液旋动流特性这一生理需求，其后导叶的叶片走向与健康主动脉旋动流流向不一致，从而造成人工心脏的输出血流流场包含明显的非生理旋动成份，这种血流会直接影响主动脉血管的结构与功能，从而导致血管发生病理性改变。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种后导叶可旋动的人工心脏,并且利用后导叶叶片形状在额定工作状态下产生与健康主动脉血流相近的旋动血流，降低其对血管壁的病理学影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种生理旋动后导叶人工心脏，由血泵套筒，前导叶，叶轮，生理旋动后导叶组成，所述前导叶固定在所述血泵套筒前端，所述生理旋动后导叶设置在所述血泵套筒后部，所述叶轮和生理旋动后导叶通过半球轴碗结构架设在前导叶与后悬臂支架之间，其中，所述叶轮和生理旋动后导叶之间通过转轴连接。并且，所述生理旋动后导叶的叶片几何结构包括三部分：前段叶片与叶轮的叶片走向一致，中段叶片与主动脉血管轴线平行，后端叶片与主动脉生理弯曲一致。

所述生理旋动后导叶的叶片根据患者主动脉个性化几何结构分为左手螺旋和右手螺旋两种。

更进一步，所述生理旋动后导叶的叶片走形与患者个性化主动脉几何结构相一致。

所述叶轮和生理旋动后导叶由具有良好生物相容性的金属或者非金属材料制成。

所述叶轮的叶片为变间距叶片，叶片间距由前至后逐渐增加，且叶片数量为1对以上。

本发明的效果在于：采用生理旋动后导叶替代传统固定的后导叶，并且生理旋动后导叶的叶片包括与叶轮叶片螺旋角度一致的前段、与主动脉轴线平行的中段、与主动脉的生理弯曲一致的后段，这样的设置可以产生与正常主动脉旋动成份相一致的血流模式，避免主动脉产生病理性改变。另外，叶轮的叶片为变间距叶片，叶片间距由前至后逐渐增加，可以降低血流的速度梯度，避免过高的血流剪切力，提高血液相容性。

附图说明

图1是本发明一种生理旋动后导叶人工心脏的结构示意图。

图中：1.叶轮；2.前导叶；3.生理旋动后导叶，3-1.生理旋动后导叶叶片前段，3-2.生理旋动后导叶叶片中段，3-3.生理旋动后导叶叶片后段.；4.半球轴碗结构；5.血泵套筒。

具体实施方式

下面结合一个实施例及附图对本发明的做进一步详细说明。

本发明一种生理旋动后导叶人工心脏，由血泵套筒5，前导叶2，叶轮1，生理旋动后导叶3组成，所述前导叶2固定在所述血泵套筒5前端，所述生理旋动后导叶3设置在所述血泵套筒5后部，所述叶轮1和生理旋动后导叶3通过半球轴碗结构4架设在前导叶与后悬臂支架之间，所述叶轮1和生理旋动后导叶3之间通过转轴连接；所述生理旋动后导叶3的叶片几何结构包括三部分：与叶轮叶片螺旋角度一致的生理旋动后导叶叶片前段3-1，与主动脉轴线平行的生理旋动后导叶叶片中段3-2，与主动脉的生理弯曲一致的生理旋动后导叶叶片后段3-3。所述生理旋动后导叶的叶片根据患者主动脉个性化几何结构可以分为左手螺旋和右手螺旋两种，并且生理旋动后导叶叶片走形与患者个性化主动脉几何结构相一致。

所述叶轮1的叶片为变间距叶片，叶片间距由前至后逐渐增加，且叶片数量为3对。

血泵套筒5内径20mm，长度30mm；叶轮外径19mm，长度20mm。前导叶2的叶片长度3mm。生理旋动后导叶3长度7mm。血泵套筒5，叶轮1，前导叶2与生理旋动后导叶3均采用钛合金TC4制成。

人工心脏的动力机构设置在叶轮1的轮毂中，采用现有的动力机构。

通过体外实验研究发现，该血泵在额定工作状态下，血泵输出血流的旋动流方向与强度与正常主动脉中旋动流一致，长期动物实验发现植入后，动物的主动脉弹性，血管壁结构未见病理性改变。