Математическая оценка гемолиза канального центробежного насоса
Аннотация
Целью работы является проведение исследований на математической модели по оценке гемолитических характеристик в разработанном нами канальном центробежном насосе в диапазоне скоростей рабочего колеса 2000–3400 об/мин и перепадом давления 100–250 мм рт. cт. в разных отделах проточного тракта насоса. Расчетный индекс гемолиза проведен при скоростях потока от 1 до 10 л/мин. Результатом работы явилась оценка среднего значения касательного напряжения (КН) с учетом распределения в насосе, которое составило от 40 до 60 Па. Были проведены оценки наиболее критичных с точки зрения травмы крови зон насоса. В результате расчетов определены максимальные КН в зоне РК 456 Па и прилежащей зоне корпуса 533,3 Па, при соответствующем времени экспозиции 0,0115 и 0,0821 с. В этих зонах наблюдаются максимальные значения ИГ 0,0420 и 0,0744. На основании полученных данных была проведена оптимизация данных зон с точки зрения минимизации гемолиза.
Об авторах
А. П. Кулешов
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России
Россия
Россия
Кулешов Аркадий Павлович.
Адрес: 123182, Москва, ул. Щукинская, д. 1.
Тел. (915) 292-47-98.
Г. П. Иткин
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России; ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»
Россия
Россия
Москва
А. С. Бучнев
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России
Россия
Россия
Москва
А. А. Дробышев
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России
Россия
Россия
Москва
Список литературы
1. Wiegmann L, Thamsen B, de Zélicourt D, Granegger M, Boës S, Schmid Daners M, Kurtcuoglu V. Fluid dynamics in the HeartMate 3: Influence of the artificial pulse feature and residual cardiac pulsation. Artif Organs. 2019 Apr 7; 43 (4): 363–376. Epub 2018 Nov 7. doi: 10.1111/aor.13346.
2. Thamsen B, Gülan U, Wiegmann L, Loosli C, Schmid Daners M, Kurtcuoglu V et al. Assessment of the Flow Field in the HeartMate 3 Using Three-Dimensional Particle Tracking Velocimetry and Comparison to Computational Fluid Dynamics. ASAIO Journal. 2019; 1. doi: 10.1097/mat.0000000000000987.
3. Кулешов АП, Иткин ГП, Байбиков АС. Разработка центробежного насоса канального типа. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2018; 20 (3): 32–39.
4. Thamsen B, Blümel B, Schaller J, Paschereit CO, Affeld K, Goubergrits L, Kertzscher U. Numerical Analysis of Blood Damage Potential of the HeartMate II and HeartWare HVAD Rotary Blood Pumps. Artificial Organs. 2015; 39 (8): 651–659. doi: 10.1111/aor.12542.
5. Ломакин АА. Центробежные и осевые насосы. 2-е изд., перераб. и доп. М.–Л.: Машиностроение, 1966. 364.
6. Taskin ME, Fraser KH, Zhang T, Gellman B, Fleischli A, Dasse KA et al. Computational Characterization of Flow and Hemolytic Performance of the UltraMag Blood Pump for Circulatory Support. Artificial Organs. 2010; 34 (12): 1099–1113. doi: 10.1111/j.1525-1594.2010.01017.x.
7. Paul R, Schügner F, Reul H, Ray G. Recent findings on flow induced blood damage: critical shear stresses and exposure times obtained with a high shear stress Couette system. Artif Organs. 1999; 23: 680.
8. Schima H, Müller MR, Tsangaris S et al. Mechanical blood traumatization by tubing and throttles in vitro pump tests: Experimental results and implications for hemolysis theory. Artif Organs. 1993; 17: 167–170.
9. De Wachter D, Verdonck P, Verhoeven R, Hombrouckx R. Red cell injury assessed in a numerical model of a peripheral dialysis needle. ASAIO J. 1996; 42: M524–29.
Рецензия
Для цитирования:
Кулешов А.П., Иткин Г.П., Бучнев А.С., Дробышев А.А. Математическая оценка гемолиза канального центробежного насоса. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2020;22(3):79-85. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2020-3-79-85
For citation:
Kuleshov A.P., Itkin G.P., Buchnev A.S., Drobyshev A.A. Mathematical evaluation of hemolysis in a channel centrifugal blood pump. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2020;22(3):79-85. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2020-3-79-85
Просмотров: 527
Послать статью по эл. почте 