干预型微轴血的输出结构的设计和评估
Zhong Yun1, Jinfu Yao1, Liang Wang1
1School of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha, China.
Frontiers in physiology
|May 30, 2023
概括
该研究优化了干预的微轴血输出流结构. 有曲桥和无叶片扩散器的设计显著降低了剪切应力和血液溶解,提高了血安全性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 流体动力学 流体动力学
- 医疗器械设计 医疗器械设计
背景情况:
- 干预型微轴血需要独特的外流结构,以适用于最少的侵入性应用.
- 扩散器和桥对于最小化尺寸和确保血液动力学支持至关重要.
研究的目的:
- 评估四种不同的流出结构对血液压性能和剪切应力的影响.
- 确定一个最佳的流出结构,以减少剪切应力和血液溶解.
主要方法:
- 使用计算流体动力学 (CFD) 模拟来分析流动力学.
- 进行了液压实验以验证CFD发现.
- 设计和比较了四个外流结构:不同的扩散器叶片和桥梁曲率 (直线/曲线).
主要成果:
- 这四个结构都符合设计点压力和流量要求.
- 曲桥改善了血液分散,并减少了桥的剪切应力.
- 叶片加剧了二次流动和停滞的风险.
- 弧形桥梁和无叶片扩散器的组合显示出优越的剪切应力分布 (97.92%<50Pa,0.26%>150Pa).
结论:
- 带有曲桥梁和无叶片扩散器的外流结构提供了改进的剪切应力分布.
- 这种配置导致血解指数较低 (0.00648%),表明血液兼容性增强.
- 这些发现支持了微轴血的进一步优化.
