Preview

Вестник трансплантологии и искусственных органов

Расширенный поиск

Экспериментальная оценка устройства механической поддержки сердца на основе дискового насоса вязкого трения

https://doi.org/10.15825/1995-1191-2017-1-28-34

Полный текст:

Аннотация

Цель: экспериментальная оценка производительности дискового насоса вязкого трения, изучение взаимосвязи междискового зазора и размеров входных и выходных отверстий и параметров производительности насоса.

Материалы и методы. Для изучения характеристик и оптимизации конструкции дискового насоса трения, предназначенного для перекачивания крови, был изготовлен макет насоса и стенд для его испытания. Габариты насоса задавались, исходя из медико-биологических требований для систем механической поддержки сердца и с учетом экспериментальных исследований наших коллег из Пенсильвании. Объемный расход рабочей жидкости измерялся поплавковым ротаметром Krohne VA-40 c погрешностью измерений не более 1%. Значения давления в гидродинамическом контуре измерялись при помощи монитора производства фирмы «Биософт-М». Дросселирующее устройство позволяло менять гидравлическое сопротивление системы, имитируя общее периферическое сопротивление сердечно-сосудистой системы человека.

Результаты. В ходе эксперимента получена линейная прямая зависимость между производительностью насоса и создаваемым им перепадом давления жидкости на входе и выходе на насосе. Требуемые значения расхода (5–7 л/мин) и давления (90–100 мм рт. ст.) достигаются при частоте вращения ротора в диапазоне 2500–3000 об/мин. Показано, что увеличение входного диаметра до 15 мм не привело к значимому увеличению производительности насоса, а наибольшие значения производительности можно получить для величины междискового зазора 0,4–0,5 мм.

Заключение. Спроектированный и изготовленный экспериментальный макет дискового насоса для перекачивания жидкости показал принципиальную возможность использовать такую модель в качестве системы для механической поддержки сердца.

Об авторах

А. М. Чернявский
ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия

Кардиохирургическое отделение аорты и коронарных артерий

Новосибирск, Российская Федерация



Т. М. Рузматов
ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия

Кардиохирургическое отделение аорты и коронарных артерий

Новосибирск, Российская Федерация



А. В. Фомичев
ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия

Кардиохирургическое отделение аорты и коронарных артерий

Новосибирск, Российская Федерация

Адрес: 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15. Тел. (913) 487-29-65



А. Е. Медведев
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
Россия
Новосибирск, Российская Федерация


Ю. М. Приходько
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
Россия
Новосибирск, Российская Федерация


В. М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
Россия
Новосибирск, Российская Федерация


В. П. Фомичев
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
Россия
Новосибирск, Российская Федерация


К. А. Ломанович
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
Россия
Новосибирск, Российская Федерация


А. М. Караськов
ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия

Кардиохирургическое отделение аорты и коронарных артерий

Новосибирск, Российская Федерация



Список литературы

1. Kelly DT. Paul Dudley White International Lecture Our Future Society: A Global Challenge. Circulation. 1997; 95 (11): 2459–2464.

2. Фомин ИВ, Фомин КВ, Беленков ЮН и др. Распространенность хронической сердечной недостаточности в Европейской части Российской Федерации – данные ЭПОХА-ХСН. Сердечная недостаточность. 2006; 7 (3): 112–115. Fomin IV, Fomin KV, Belenkov YuN i dr. Rasprostranennost’ hronicheskoj serdechnoj nedostatochnosti v Evropejskoj chasti Rossijskoj Federacii – dannye EPOHA-HSN. Serdechnaya nedostatochnost’. 2006; 7 (3): 112–115.

3. Беленков ЮН, Фомин ИВ, Мареев ВЮ. Первые результаты Российского эпидемиологического исследования по ХСН. Сердечная недостаточность. 2003; 4 (11): 26–30. Belenkov YuN, Fomin IV, Mareev VYu. Pervye rezul’taty Rossijskogo ehpidemiologicheskogo issledovaniya po HSN. Serdechnaya nedostatochnost’. 2003; 4 (11): 26–30.

4. Мареев ВЮ, Агеев ФТ, Арутюнов ГП и др. Национальные рекомендации ОССН, РКО и РНМОТ по диагностике и лечению ХСН (четвертый пересмотр). Сердечная недостаточность. 2013; 14 (7): 379–472. Mareev VYu, Ageev FT, Arutyunov GP i dr. Nacional’nye rekomendacii OSSN, RKO i RNMOT po diagnostike i lecheniyu HSN (chetvertyj peresmotr). Serdechnaya nedostatochnost’. 2013; 14 (7): 379–472.

5. Stehlik J, Edwards LB. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: 29th official adult heart transplant report – 2012. The Journal of heart and lung transplantation. 2012; 31 (10): 1052–1064.

6. Garbade J, Bittner HB, Barten MJ et al. Current Trends in Implantable Left Ventricular Assist Devices. Cardiology Research and Practice. 2011. Vol. 2011, Article ID 290561, 9 pages, 2011. doi: 10.4061/2011/290561.

7. Чернявский АМ, Ефремова ОС, Рузматов ТМ и др. Предикторы отдаленной летальности больных ишемической болезнью сердца с выраженной левожелудочковой дисфункцией. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2015; 19 (2): 49–55. Cherniavsky AM, Yefremova OS, Ruzmatov TM et al. Predictors of remote mortality of CHD patients with severe left ventricular dysfunction. Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2015; 19 (2): 49–55. [English abstract].

8. Иткин ГП. Устройства для вспомогательного кровообращения: прошлое, настоящее и будущее непульсирующих насосов. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2009; 11 (3): 81–87. Itkin GР. Ventricle assist device: past, present, and future nonpulsatile pumps. Vestnik transplantologii i iskusstvennykh organov = Russian journal of transplantology and artificial organs. 2009; 11 (3): 81–87. [English abstract].

9. Иткин ГП. Механическая поддержка кровообращения: проблемы, решения и новые технологии. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2014; 16 (3): 76–84. Itkin GP. Mechanical circulatory support: problems, solutions and new directions. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2014; 16 (3): 76–84. (In Russ.) doi: 10,15825/1995-1191-2014-3-76-84.

10. Tesla N. Fluid propulson. U.S. Patent 1,061,206, 1913.

11. Мисюра ВИ, Овсянников БВ, Присняков ВФ. Дисковые насосы. М.: Машиностроение, 1986. Misjura VI, Ovsjannikov BV, Prisnjakov VF. Diskovye nasosy. M.: Mashinostroenie, 1986.

12. Медведев АЕ, Фомин ВМ. Двухфазная модель течения крови в крупных и мелких сосудах. Доклады Академии наук. 2011; 441 (4): 476–479. Medvedev AE, Fomin VM. Dvuhfaznaja model’ techenija krovi v krupnyh i melkih sosudah. Doklady Akademii nauk. 2011; 441 (4): 476–479.

13. Медведев АЕ. Двухфазная модель течения крови. Российский журнал биомеханики. 2013; 17; 4 (62): 22–36. Medvedev AE. Dvuhfaznaja model’ techenija krovi. Rossijskij zhurnal biomehaniki. 2013; 17; 4 (62): 22–36.

14. Miller GE, Etter BD, Dorsi JM. A multiple disk centrifugal pump as a blood flow device. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1990; 37 (2): 157–163.

15. Miller GE, Sidhu A, Fink R et al. Evaluation of a multiple disk centrifugal pump as an artificial ventricle. Artificial Organs. 1993; 17 (7): 590–592.

16. Miller GE, Madigan M, Fink R. A preliminary flow visualization study in a multiple disk centrifugal artificial ventricle. Artificial Organs. 1995; 19 (7): 680–684.

17. Miller GE, Fink R. Analysis of optimal design configurations for a multiple disk centrifugal blood pump. Artificial Organs. 1999; 23 (6): 559–565.

18. Izraelev V, Weiss WJ, Fritz B et al. A passive-suspended Tesla pump left ventricular assist device. ASAIO Journal. 2009; 55 (6): 556–561.

19. Medvitz RB, Boger DA, Izraelev V et al. CFD Design and Analysis of a Passively Suspended Tesla Pump Left Ventricular Assist Device. Artificial Organs. 2011; 35 (5): 522–533.

20. Конышева ЕГ и др. Стендовые исследования имплантируемого осевого насоса крови. Медицинская техника. 2010; 6: 264. Konysheva EG i dr. Stendovye issledovanija implantiruemogo osevogo nasosa krovi. Medicinskaja tehnika. 2010; 6: 264.


Для цитирования:


Чернявский А.М., Рузматов Т.М., Фомичев А.В., Медведев А.Е., Приходько Ю.М., Фомин В.М., Фомичев В.П., Ломанович К.А., Караськов А.М. Экспериментальная оценка устройства механической поддержки сердца на основе дискового насоса вязкого трения. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2017;19(1):28-34. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2017-1-28-34

For citation:


Chernyavskiy A.M., Ruzmatov T.M., Fomichev A.V., Medvedev A.E., Prikhodko Y.M., Fomin V.M., Fomichev V.P., Lomanovich K.A., Karaskov A.M. Experimental evaluation of mechanical heart support system based on viscous friction disc pump. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2017;19(1):28-34. (In Russ.) https://doi.org/10.15825/1995-1191-2017-1-28-34

Просмотров: 1833


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1995-1191 (Print)
ISSN 2412-6160 (Online)