一種電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)式人工心臟泵的制作方法
【專利說明】一種電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)式人工心臟泵
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)式人工心臟栗。
【背景技術(shù)】
[0003]心臟病是人類死亡的第二大殺手。在人體心臟因病損傷而部分或完全功能喪失而不能維持全身正常循環(huán)時(shí)，可以移植一種人工材料制造的機(jī)械裝置以暫時(shí)或永久地部分或完全代替心臟功能，推動(dòng)血液循環(huán)，這樣裝置亦即人工心臟，這也是除心臟移植外用于解決終末期心臟疾病的有效手段，在很大程度上解決了目前因供體不足而不能及時(shí)心臟移植的問題。
[0004]目前，人工心臟主要采用兩種不同原理的血栗，即基于人工心臟瓣膜的脈沖式容積栗，與不間斷栗血的連續(xù)栗。但目前這兩種人工心臟栗仍然存在這樣或那樣的問題，不能很好地模擬自然心臟的作用和功能。
[0005]脈沖式容積血栗的工作方式，非常類似于自然的動(dòng)物心臟，其關(guān)鍵構(gòu)件是人工心臟瓣膜，它是控制著心臟血流的單向閥，其構(gòu)造與人工心臟功能的好壞有著密切的關(guān)系，其自1960年首次應(yīng)用于臨床，之后經(jīng)過多年的研究，先后經(jīng)歷了機(jī)械瓣、生物組織瓣、介入瓣等階段。但是，人工心臟瓣膜極其復(fù)雜，制造成本高昂，而且容易在運(yùn)動(dòng)部位形成血凝，即血栓。
[0006]例如，中國專利公開號(hào)為1093005，名稱為“一體化囊狀人工心肺栗”中，該種人工心肺栗中，儲(chǔ)血囊安裝于唧筒內(nèi)而置入人體胸腔中，這樣的結(jié)構(gòu)容易在人體內(nèi)形成血栓，且人工心臟瓣膜不易制造。中國專利號(hào)為99126700.1，名稱為“氣電一體式血栗、氣電一體式人工心臟”的專利中提供了一種氣電一體式的人工心臟，然而其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，基本無法實(shí)現(xiàn)制造，且實(shí)現(xiàn)成本高。再如中國專利公開號(hào)為103656770，名稱為“基于微型氣缸驅(qū)動(dòng)的人工心臟血液栗”，也存在同樣問題，而且微型氣缸需要在人體上的胸腔連接兩根氣管至體夕卜，極易引起使用者的不適。
[0007]由于脈沖式容積血栗存在人工心臟瓣膜方面的技術(shù)瓶頸，近期發(fā)展的人工心臟，大都傾向于采用不間斷栗血的連續(xù)栗。例如，中國專利公開號(hào)為102019002 A，名稱為“一種植入式中空微型軸流血栗”的專利中，以及中國專利公開號(hào)為10237598，名稱為“緊湊型軸流式磁懸浮人工心臟栗”的專利中，兩者均采用了軸流栗，雖然其相比齒輪栗與葉片栗而言，能夠較少地破壞血液中的細(xì)胞，但其構(gòu)件的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，血液中的細(xì)胞的破壞率仍較高，而且由于軸流栗是一種連續(xù)栗，其并不能模擬自然心臟的工作過程，可以說是技術(shù)方向的選擇性錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種以電磁驅(qū)動(dòng)的、脈沖供血式人工心臟栗。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)式人工心臟栗，所述人工心臟栗包括兩個(gè)彈性血囊和用于驅(qū)使兩個(gè)所述彈性血囊工作的電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述彈性血囊均包括由可伸縮材料制成的具有封閉內(nèi)腔的囊狀體，所述囊狀體的端部上具有向所述封閉內(nèi)腔中凹入的第一凸起、自所述封閉內(nèi)腔向外凸出的第二凸起，所述第一凸起上開設(shè)有第一液流孔，所述第二凸起上開設(shè)有第二液流孔，所述囊狀體上位于所述第一凸起的外部設(shè)有具備供液腔的供液部，所述囊狀體上位于所述第二凸起的外部設(shè)有具備排液腔的排液部，所述彈性血囊具有舒張工作狀態(tài)和收縮工作狀態(tài)，當(dāng)所述囊狀體側(cè)向受拉時(shí)，所述彈性血囊處于舒張工作狀態(tài)，所述第一液流孔打開使得所述供液腔與所述封閉內(nèi)腔相連通而形成吸液?jiǎn)蜗蜷y，血液由所述供液腔進(jìn)入所述彈性血囊的封閉內(nèi)腔中，所述第二液流孔閉合；當(dāng)所述囊狀體側(cè)向受壓時(shí)，所述彈性血囊處于收縮工作狀態(tài)，所述第一液流孔閉合，所述第二液流孔打開使得所述排液腔與所述封閉內(nèi)腔相連通而形成排液?jiǎn)蜗蜷y，血液由所述彈性血囊的封閉內(nèi)腔進(jìn)入所述排液腔中，
所述電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于兩個(gè)所述彈性血囊之間，所述電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置的中空狀軛鐵、固定地收容在所述軛鐵內(nèi)腔中的直流線圈、固定地穿設(shè)在所述直流線圈中的銜鐵、分別位于所述銜鐵兩側(cè)且可相對(duì)所述銜鐵軸向運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)壓板，每個(gè)所述壓板上臨近所述銜鐵的端部上均固定地設(shè)有永磁鐵，所述銜鐵兩側(cè)的所述永磁鐵上臨近所述銜鐵的端部磁極相反設(shè)置，所述壓板的另一端與所述囊狀體的一側(cè)固定連接，所述囊狀體的另一側(cè)相對(duì)所述軛鐵固定設(shè)置。
[0010]優(yōu)選地，所述第一凸起與所述第二凸起均呈奶嘴狀。
[0011]優(yōu)選地，所述第一液流孔呈由外向內(nèi)孔徑逐漸變小的流線型喇叭孔，所述第二液流孔呈由內(nèi)向外孔徑逐漸變小的流線型喇叭孔。
[0012]優(yōu)選地，所述供液部、所述排液部均呈流線型。
[0013]優(yōu)選地，兩個(gè)所述囊狀體的封閉內(nèi)腔分別構(gòu)成所述人工心臟的左心室與右心室，對(duì)應(yīng)地，兩個(gè)所述供液部的供液腔分別構(gòu)成所述人工心臟的左心房與右心房。
[0014]優(yōu)選地，所述電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，左側(cè)所述壓板上的所述永磁鐵的磁力大于右側(cè)所述壓板上所述永磁鐵的磁力。
[0015]優(yōu)選地，所述壓板包括沿軸向滑動(dòng)地設(shè)于所述軛鐵內(nèi)腔中的滑動(dòng)部、用于與所述囊狀體固定連接的連接部，所述連接部的外端面呈與所述囊狀體的側(cè)端面外形輪廓相一致的弧面，所述連接部的外端面與所述囊狀體的側(cè)端面固定粘接在一起。
[0016]進(jìn)一步地，所述永磁鐵固定地嵌設(shè)在所述滑動(dòng)部中。
[0017]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)式人工心臟栗，其中采用一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便的彈性血囊，以該血囊上向內(nèi)與向外的、中間有孔的兩個(gè)奶嘴狀凸起，代替結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的人工心臟瓣膜，實(shí)現(xiàn)單向吸液與單向排液，再通過電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)予以驅(qū)動(dòng)，使得兩彈性血囊在舒張工作狀態(tài)與收縮工作狀態(tài)之間交替轉(zhuǎn)換，從而交替地實(shí)現(xiàn)吸液與排液的過程。將其安裝于人或脊椎動(dòng)物的胸腔中，血液可以不斷地進(jìn)入兩個(gè)彈性血囊，再經(jīng)其收縮后從彈性血囊中流出而向人或動(dòng)物身體供應(yīng)血液。該人工心臟栗可以輸出類似自然心臟的脈沖式血流，避免了連續(xù)血栗的技術(shù)方向性錯(cuò)誤，很好地模仿了自然心臟的工作過程。同時(shí)，彈性血囊采用的為彈性可伸縮材料，內(nèi)部為流線型，對(duì)血液中的細(xì)胞不會(huì)造成破壞，也不易形成血栓，能夠很好地替代人或脊椎動(dòng)物自然心臟的工作。
【附圖說明】
[0018]附圖1、附圖2為本發(fā)明用于單心室的一個(gè)實(shí)施例，其中附圖1為彈性血囊的囊狀體處于舒張工作狀態(tài)時(shí)的示意圖；附圖2為彈性血囊的囊狀體處于收縮工作狀態(tài)時(shí)的示意圖；
附圖3、附圖4為本發(fā)明用于雙心室的一個(gè)實(shí)施例，其中，附圖3為本發(fā)明的人工心臟栗處于舒張工作狀態(tài)時(shí)的示意圖；
附圖4為本發(fā)明的人工心臟栗處于收縮工作狀態(tài)時(shí)的示意圖。
[0019]其中:100、彈性血囊；1、囊狀體；10、封閉內(nèi)腔；11、第一凸起；12、第一液流孔；13、第二凸起；14、第二液流孔；2、供液部；21、供液腔；22、供液口 ；3、排液部；31、排液腔；32、排液口 ；
200、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；4、軛鐵；5、直流線圈；6、銜鐵；7、壓板；71、滑動(dòng)部；72、連接部；8、永磁鐵。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。
[0021]參見圖1、圖2所示為彈性血囊100用于單心室的一個(gè)實(shí)施例。該彈性血囊100包括由可伸縮材料制成的具有封閉內(nèi)腔10的囊狀體1，該囊狀體I的端部上具有向封閉內(nèi)腔10中凹入的第一凸起11、自封閉內(nèi)腔10向外凸出的第二凸起13，第一凸起11上開設(shè)有第一液流孔12，第二凸起13上開設(shè)有第二液流孔14，其中囊狀體I上第一凸起11與第二凸起13分別設(shè)于囊狀體I的兩端。在囊狀體I受到側(cè)向拉力時(shí)，其內(nèi)部容積發(fā)生擴(kuò)張，囊狀體I內(nèi)部將產(chǎn)生所謂“負(fù)壓”，即彈性血囊100承受環(huán)境壓強(qiáng)的作用，如圖1中箭頭所示，在該壓強(qiáng)的作用下，向外凸出的第二凸起13處的第二液流孔14閉合，而向內(nèi)凸出的第一凸起11處的第一液流孔12開啟，血液流由外部流入囊狀體I內(nèi)部。在囊狀體I受到側(cè)向壓力時(shí)，其內(nèi)部容積發(fā)生收縮，囊狀體I內(nèi)部壓強(qiáng)將大于外部環(huán)境壓強(qiáng)，內(nèi)部壓強(qiáng)分布如圖2中箭頭所示，在該壓強(qiáng)的作用下，向內(nèi)凸出的第一凸起11處的第一液流孔12閉合，而向外凸出的第二凸起13處的第二液流孔14開啟，血液流由囊狀體I內(nèi)部流向外部。
[0022]參見圖3、圖4所示的一種電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)的雙心室人工心臟栗，該人工心臟栗主要包括兩個(gè)彈性血囊100和用于驅(qū)使這兩個(gè)彈性血囊100伸縮的電磁-永磁雙向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)200。
[0023]這兩個(gè)彈性血囊100均包括由可伸縮材料制成的具有封閉內(nèi)腔10的囊狀體1，該囊狀體I的端部上具有向封閉內(nèi)腔10中凹入的第一凸起11、自封閉內(nèi)腔10向外凸出的第二凸起13，第一凸起11上開設(shè)有第一液流孔12，第二凸起13上開設(shè)有第二液流孔14。當(dāng)囊狀體I受到側(cè)向的拉力時(shí)，囊狀體I舒張而引起其內(nèi)部容積擴(kuò)大，第一液流孔12能夠打開而與封閉內(nèi)腔10相連通，而此時(shí)第二液流孔14閉合；當(dāng)囊狀體I受到側(cè)向的壓力時(shí)，囊狀體I收縮而引起其內(nèi)部容積縮小，第一液流孔12閉合，而此時(shí)第二液流孔14打開而與封閉內(nèi)腔10相連通。
[0024]參見圖3、圖4所示，囊狀體I上位于第一凸起11的外部設(shè)有具備供液腔21的供液部2，囊狀體I上位于第二凸起13的外部設(shè)有具備排液腔31的排液部3。供液部2上具有與供液腔21連通的供液口 22，排液部3上具有與排液腔31相連通的排液口 32。
[0025]彈性血囊100具有舒張工作狀態(tài)和收縮工作狀態(tài)，當(dāng)囊狀體I側(cè)向受拉時(shí)，彈性血囊100即處于舒張工作狀態(tài)而導(dǎo)致內(nèi)部容積擴(kuò)大，此時(shí)第一液流孔12打開而使得供液腔21通過第一液流孔12與封閉內(nèi)腔10相連通，且第二液流孔14封閉，此時(shí)液流可從供液口 22進(jìn)入供液腔21再經(jīng)過第一液流孔12進(jìn)入囊狀體I的封閉內(nèi)腔10中，實(shí)現(xiàn)供液；當(dāng)囊狀體
I側(cè)向受壓時(shí)，彈性血囊100即處于收縮工作狀態(tài)而導(dǎo)致內(nèi)部容積縮小，此時(shí)第一液流孔12封閉，第二液流孔1