微型植入式血泵血液自潤(rùn)滑機(jī)理研究.pdf

1、在血泵研究過(guò)程中，機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件間的潤(rùn)滑與密封一直困繞著廣大研究人員。利用人體血液作為血泵運(yùn)動(dòng)部件間的摩擦潤(rùn)滑劑，為解決上述難題提供了有效途徑。由于血液是具有生命特征的特殊物質(zhì)，以前人們對(duì)血液的研究主要集中在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，至今還沒(méi)有專門(mén)研究血液摩擦潤(rùn)滑性能的資料。本文主要結(jié)合血液的生理特性、流變特性及理化特性，運(yùn)用血液流變學(xué)理論、流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論，對(duì)血液的摩擦潤(rùn)滑性能進(jìn)行研究，并以外場(chǎng)驅(qū)動(dòng)微型軸流式血泵為對(duì)象，研究了血液自潤(rùn)滑血泵徑向滑動(dòng)軸承

2、的潤(rùn)滑性能。本研究試圖從工程角度對(duì)血液潤(rùn)滑性能進(jìn)行探討，以期為植入式血泵直接利用人體血液潤(rùn)滑提供依據(jù)。具體體現(xiàn)在以下幾方面： (1)運(yùn)用血液流變學(xué)理論，對(duì)正常人體血液組分及其流變性能進(jìn)行了分析。建立了簡(jiǎn)化剛脆性血細(xì)胞模型，設(shè)計(jì)了血液通過(guò)間隙能力的測(cè)量裝置。利用設(shè)計(jì)的測(cè)量裝置，試驗(yàn)得出了不同潤(rùn)滑膜厚條件下潤(rùn)滑區(qū)血液組分的變化規(guī)律及血液組分與血液表觀粘度關(guān)系，提出了不同最小間隙及剪切率是影響血液潤(rùn)滑入口區(qū)與出口區(qū)血細(xì)胞壓積的主要因素

3、。結(jié)合血液自潤(rùn)滑軸承，分析了血液穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑條件及形成血液非穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑的微觀機(jī)理。 (2)通過(guò)對(duì)紅細(xì)胞在低滲透壓及剪切流環(huán)境中溶血模型分析，結(jié)合血液自潤(rùn)滑血泵徑向滑動(dòng)軸承，提出了潤(rùn)滑出口發(fā)散區(qū)負(fù)壓及剪切流中剪應(yīng)力是造成溶血的主要因素。利用摩擦四球機(jī)，試驗(yàn)得到了血液在不同主軸轉(zhuǎn)速下的機(jī)械承載能力及溶血情況，提出了符合血液生理指標(biāo)要求和機(jī)械承載指標(biāo)要求的綜合判定。 (3)血液機(jī)械承載能力是判斷血液有效潤(rùn)滑的重要指標(biāo)。從血液自潤(rùn)滑軸

4、承設(shè)計(jì)角度出發(fā)，分析了血液的流變特性、動(dòng)壓效應(yīng)、溫度效應(yīng)、壓力效應(yīng)及血液成分隨溫度變化而發(fā)生理化反應(yīng)等因素對(duì)血液機(jī)械承載能力的影響。試驗(yàn)得到了多因素耦合作用下，血液機(jī)械承載能力的變化規(guī)律。 (4)血液流變指標(biāo)值直接影響血液的摩擦潤(rùn)滑性能。以長(zhǎng)沙地區(qū)健康成年人群為對(duì)象，試驗(yàn)得到了選定人群血液流變指標(biāo)值的分布及變化規(guī)律，得出了不同人群血液流變指標(biāo)正常參考值存在差異的結(jié)論，為血液自潤(rùn)滑血泵軸承參數(shù)設(shè)計(jì)和醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)提供了依據(jù)。 (