微型植入式血泵血液自潤滑機理研究.pdf

1、在血泵研究過程中，機械運動部件間的潤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動部件間的摩擦潤滑劑，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)，以前人們對血液的研究主要集中在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，至今還沒有專門研究血液摩擦潤滑性能的資料。本文主要結(jié)合血液的生理特性、流變特性及理化特性，運用血液流變學(xué)理論、流體動力潤滑理論，對血液的摩擦潤滑性能進(jìn)行研究，并以外場驅(qū)動微型軸流式血泵為對象，研究了血液自潤滑血泵徑向滑動軸承

2、的潤滑性能。本研究試圖從工程角度對血液潤滑性能進(jìn)行探討，以期為植入式血泵直接利用人體血液潤滑提供依據(jù)。具體體現(xiàn)在以下幾方面： (1)運用血液流變學(xué)理論，對正常人體血液組分及其流變性能進(jìn)行了分析。建立了簡化剛脆性血細(xì)胞模型，設(shè)計了血液通過間隙能力的測量裝置。利用設(shè)計的測量裝置，試驗得出了不同潤滑膜厚條件下潤滑區(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)合血液自潤滑軸承，分析了血液穩(wěn)態(tài)潤滑條件及形成血液非穩(wěn)態(tài)潤滑的微觀機理。 (2)通過對紅細(xì)胞在低滲透壓及剪切流環(huán)境中溶血模型分析，結(jié)合血液自潤滑血泵徑向滑動軸承，提出了潤滑出口發(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，試驗得到了血液在不同主軸轉(zhuǎn)速下的機械承載能力及溶血情況，提出了符合血液生理指標(biāo)要求和機械承載指標(biāo)要求的綜合判定。 (3)血液機械承載能力是判斷血液有效潤滑的重要指標(biāo)。從血液自潤滑軸

4、承設(shè)計角度出發(fā)，分析了血液的流變特性、動壓效應(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)等因素對血液機械承載能力的影響。試驗得到了多因素耦合作用下，血液機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滑性能。以長沙地區(qū)健康成年人群為對象，試驗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，為血液自潤滑血泵軸承參數(shù)設(shè)計和醫(yī)學(xué)檢驗提供了依據(jù)。 (