基于热致液晶弹性体的仿生心脏泵的设计

作     者：杨佳楠 陈思 王芳群 荆腾 乔筱祺 YANG Jianan;CHEN Si;WANG Fangqun;JING Teng;QIAO Xiaoqi

作者机构：江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 科罗拉多大学机械工程系美国博尔德80309 江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 

基　　金：国家自然科学基金青年资助项目(51805218) 江苏省自然科学基金青年资助项目(BK20170552) 国家自然科学基金资助项目(51677082) 中国博士后基金面上项目(2018M632239) 江苏省博士后基金资助项目(1701063C1701063C) 江苏大学高级人才科研启动基金资助项目(16JDG060) 

出 版 物：《排灌机械工程学报》 (Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering)

年 卷 期：2020年第38卷第12期

页      码：1221-1225页

摘      要：为设计一款仿生心脏功能较佳的心室泵,采用柔性、热致伸缩的热致形变弹性体代替心肌,根据螺旋心室心肌带理论,选择心肌带的左心室段,并选取了Hilbert平面填充曲线作为热致导体在热致形变弹性体中的走行方式,设计出与真实心脏类似的心室泵结构.通过试验测量了所设计的心室泵的射血分数与心率,结果显示该心室泵的搏出量高于自然心脏,而其心率远低于自然心脏.相对于机械泵,所设计的心室泵结构与真实心脏类似,具有收缩能力强,射血分数高的优点,且不易破坏血细胞,生物相容性较好.不足之处在于,热致动液晶弹性体变形响应慢,暂时还未能达到正常心脏的心率.论证了构建双稳态结构提高仿生心室泵效率的可能性,以及对于心肌纤维走向较为复杂的其他心肌带段,双轴拉伸机械雕刻对其仿生的可能性.此研究可为容积心脏泵的研发提供新的思路,也可以对右心衰竭等心脏疾病起到辅助治疗的作用.

主 题 词：心脏泵 液晶弹性体 螺旋心室心肌带 柔性材料 仿生 

学科分类：0905[农学-林学类] 09[农学] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-8530.20.0128

馆 藏 号：203101410...