摘要：目的:设计一种新型氧合器,以解决目前体外膜肺氧合设备存在的跨膜压差大、血氧交换效率低、易发血栓等问题。方法:首先,将氧合器血液通路流场主体设置为扁平圆柱体。其次,对血液通路拓扑结构进行三维建模,并将整个流场切分为血液入口段及入口缓冲区、热交换区、血氧交换区、出口缓冲区及血液出口段。最后,采用ANSYS FLUENT软件进行仿真分析和样机制作实验,对比设计的氧合器和Quadrox氧合器的性能。结果:仿真计算表明,设计的氧合器整体性能与临床常用氧合器处于同等水平,且在跨膜压差、血氧交换和流量均匀性方面更优。实验结果表明,设计的氧合器跨膜压差和血氧交换率优于Quadrox氧合器。结论:设计的氧合器跨膜压差小、变温效果好、血氧交换效率高、血栓发生概率低,具有一定的优越性。

摘要：氧合器内部流体运动特性对其性能有着重要影响,实际中却难以通过实验直接观察其内部血液流动特性。为了解氧合器内部流体运动特性以预测其性能,针对一款典型氧合器,采用压降实验与CFD数值模拟相结合的方法,详细分析了该氧合器内部整体血液速度、压力和壁面剪切应力等特性分布规律,利用溶血预估模型评估了氧合器溶血性能。研究结果表明:在低流量范围内,各向同性多孔介质模型能够很好地模拟血液在氧合器纤维束内的流动,数值模拟计算值与实验值相差较小,但随着流量增加,两者偏差逐渐增大;氧合器内部速度呈梯度分布形式,内部纤维束域的压力呈同心均匀分布并且压力值与流量大小呈正相关,纤维束域是压力损失的主要区域;血液损伤高发位置分布于血液的进、出口流域,在实验流量范围内,标准溶血指数NIH最大值为0.049 2 g/100 L,符合氧合器的一般设计要求。研究结果有利于开发者了解氧合器内部流体运动特性对其性能的影响,为氧合器后续的性能改善提供参考。

摘要：膜式氧合器内部流体运动特性对其性能有重要影响,利用计算流体力学(CFD)对氧合器模型进行流体动力学分析是预测其性能的重要方法之一。本文基于压降实验计算氧合器纤维束的黏性阻力系数,建立了各向同性多孔介质模型。采用RNG k-ε湍流模型对不同流量下氧合器内部流场进行计算,得到了血液速度、压力和壁面剪切应力分布云图。发现随着流量的增加,氧合器内部速度梯度分布形式基本保持不变,压力分布呈倾斜状态且逐渐减小,大部分压力损失位于纤维束内,其中53.3%位于氧合室,42.6%位于变温室。氧合器血液的入口及出口位置为血液损伤的高发区域。采用溶血数值预估模型计算得到了氧合器的标准溶血指数NIH。结果表明:在低流量1.65~3.00L/min下,各向同性多孔介质模型的模拟结果与实验结果基本一致,模拟数值与实验数值的偏差会随着液体流量的增加而变大;流量为1.65~6.00L/min时,标准溶血指数NIH为0.0084~0.0835g/100L,满足人体生理允许的使用范围。

摘要：人工膜肺氧合器,又称人工膜肺组件或人工膜肺,是体外膜肺(ECMO)系统中2个最重要的核心部件之一,用于实现对静脉血液的供氧和二氧化碳的清除,支持病人建立体外心肺循环。人工膜肺氧合器是膜组件的一种,在ECMO系统中属于耗材,寿命一般较短且成本较高,目前第三代人工膜肺技术依然存在较多问题,需进一步开发基于新原理和新材料的人工膜肺组件。为此,基于人工膜肺发展历程,从膜材料的制备、膜材料的生物相容性、组件的设计、微流控人工膜肺等方面综述人工膜肺的发展现状,重点综述基于微流控原理的人工膜肺的研究进展。最后,对人工膜肺氧合器技术未来的发展方向进行展望,即在传统中空纤维式膜肺氧合器方面,需进一步开发新的高透气材料并优化组件内流路;在新型微流控膜肺方面,需在芯片并行放大、生物相容性改性及加工制备方法上进一步突破。

摘要：应用Graetz-Leveque问题的前进边界理论的修正近似解,进一步分析了半透膜阻力对氧传质速率的影响,获得了与Graetz-Leveque问题精确解非常接近的(相对偏差在6.58%以下)用于计算平板膜式氧合器中氧传质系数的简单分析表达式.并提出了基于氧传质速率计算的该类氧合器通道长度设计的临界判据.

摘要：膜肺为膜式氧合器,是近年来普遍使用的新型氧合器,与其它类型氧合器相比,具有气体交换效率高和对血液的破坏轻微等特点。本文综述了膜肺的发展历史、膜肺的设计原理、膜肺的种类及膜肺的性能,并对膜肺改进方向做了讨论。

摘要：本文在半经验的一维气体传递模型的基础上，考虑下腔静脉的基本尺度对氧合器的限制及下腔静脉内氧合器对血液循环产生的影响，建立了下腔静脉内氧合器（ＩｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒＯｘｙｇｅｎａｔｏｒＩＶＯＸ）［１］设计的数学模型，在模型中假定中空纤维直径已知，血液阻力压降须小于某一值，由此确定ＩＶＯＸ纤维根数。在假定氧气传递量的情况下确定中空纤维长度。本文将该数学模型编成ＩＶＯＸＤＳ．ＦＯＤ程序，并用实验室所确定的参数进行了计算。本模型可由预定的植入式氧合器的气体传递特性及阻力特性确定ＩＶＯＸ的基本尺寸，从而大大减少实验测试的工作量。

摘要：为了探索呼吸辅助的新方法，我们采用国产聚丙烯中空纤维，自行设计、制造模具，研制出一种血管内氧合器。该氧合器是一个小的、细长的可经单侧股静脉或颈静脉切开，置入腔静脉内的装置。氧合器有效长度４０ｃｍ，膜交换面积０．０９ｍ２。经负压调节通过血管内氧合器的氧流量，以防止纤维破裂造成的血管内气栓的危险。一根双腔导气管使气体经同一静脉切开部位循环，气体经内芯管流经血管内氧合器尖端，然后经中空纤维束流出。目前研制的血管内氧合器尚不完善，需进一步改进制作工艺并进行体外和体内实验研究。

摘要：目的　探讨一种灌注医师可自主操作的、可控性强的体外循环期间降压方法。方法　通过自行设计的经氧合器吸入麻醉药模型 ,对 5 6例体外循环期间高血压的患者 ,实施经氧合器吸入异氟醚 ,观察其降压效果 ,评价其临床使用价值。结果　 5 6例病人中 ,4 7例单凭吸入异氟醚达到满意降压效果 ,另外 9例需加用其它药物才能达到要求的降压效果。结论　此设计是一种简单易行、灌注医师可自行调控。

摘要：左心室-股动脉转流直接使左心室减压,故在心力衰竭时可以用来支持循环。如在左心转流的装置中加用氧合器,则可在心源性休克、肺水肿、低血氧症时同时支持心肺功能。本实验研究的目的是:(1)在实验犬造成心源性休克和肺水肿的模型;(2)设计和试验带有薄膜式氧合器的左心室-股动脉转流系统。方法:实验犬分两组,每组10头。第一组作不带氧合器的左心转流,以估价左心室减压对肺功能及维持生理性动脉压的影响。