基于热致液晶弹性体的仿生心脏泵的设计

杨佳楠; 陈思; 王芳群; 荆腾; 乔筱祺

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基于热致液晶弹性体的仿生心脏泵的设计

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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.

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来源
《排灌机械工程学报》 |2020年第12期|1221-1225|共5页
作者
杨佳楠; 陈思; 王芳群; 荆腾; 乔筱祺;
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作者单位

江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013;

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;

江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013;

江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类 S810.6;
关键词
心脏泵; 液晶弹性体; 螺旋心室心肌带; 柔性材料; 仿生;

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