[发明专利]具有分离接触面的血液泵

说明书

背景技术

在过去的十年中，将旋转流体动力血液泵用于短期和长期循环系 统支持得到了发展。由带有在进行该应用时的单一的心脏辅助装置的 患者创造的最长存活时间为7年，并且在该存活期间持续采用具有血 液浸入式陶瓷支承装置的Jarvik 2000型轴流式左心室辅助装置。在超 过200个使用Jarvik2000型心脏的案例中，从未有任何机械支承装置 因磨损或疲劳断裂而失效。并且已经证明采用血液浸入式陶瓷支承装 置的其它型号的心室辅助装置是耐用的，如主要仿造Jarvik 2000的 HeartMate II VAD型。对Jarvik 2000型的支承装置设计的计算机分析 支持了可能实现10到20年或更长耐用时间的预期。

在任何旋转泵中，旋转的叶轮将流体动力能量赋予流体。所有的 旋转泵必须包含这三种元件：容纳流体的壳体、在壳体内转动并将能 量赋予流体的转子、以及支撑转子从而允许转动的支承系统。另外， 泵需要可通过密封的轴或通过磁力向转子传递扭矩的装置。

已经公开了使用很多种元件以满足这些要求的旋转血液泵，并且 旋转血液泵的现有技术包括几百个专利。一般采用3种支承装置机制： 1)机械支承装置，使用流体膜润滑或流体动力流体支撑；2)流体悬 浮；以及3)磁悬浮。而且，以上机制的各种组合也被用来用于轴向 推力和径向支撑。

本发明主要涉及机械血液浸入式支承装置，在该支承中采用流体 膜润滑以对径向支承载荷进行支撑，并且可以额外地提供完全的或部 分的磁轴向推力载荷支撑。

除了提供支撑转子的高可靠性和高耐用性装置外，血液泵的支承 系统必须是血液相容的，以免产生血液破坏或血栓形成。在机械支承 装置的情况下，如同本人的早期美国专利(Jarvik-4,994,078)所宣称 地，这一般通过支承装置的旋转部件与静止部件的连接处的高流动性 清洗实现。本发明是在4,994,078号美国专利基础上的改进，并提供了 一种重要的新结构以实现支承装置更好的血液流清洗。

通常，包含机械泵的轴流血液泵使用渐缩的转子，该渐缩的转子 在其中部直径较大并向两端渐缩成小直径。这样允许使用小直径的支 承装置，这种小直径的支承装置是有利的，因为支承表面处的摩擦力 相比较大直径的支承装置得到了减小。这样限制了磨损、支承装置的 动力消耗和热的产生。来自现有技术的示例包括杯形支承装置中的小 滚珠(Burgreen-6,093,001)、带橄榄形孔(olive)和终端宝石的宝石 支承装置(Benkowski-5,947,892)、带圆锥形轴向推力支承面的滑动 支承装置(Jarvik-5,613,935)或带平面支承表面的滑动支承装置 (Bozeman-5,692,882)、以及适于承载轴向推力和径向载荷的带沟槽 的圆锥形流体动力支承装置(Carrier-Pub No.2007/0004959)。

现有技术中公开的机械血液浸入式支承装置的另一方案是在泵的 叶轮桨叶的末端上或者如Shambaugh在第2007/0078293号美国专利申 请公开中所公开的在围绕叶轮桨叶的叶冠上的被润滑的支撑，第 2007/0078293号美国专利申请公开公开了被支撑在宽桨叶末端上的转 子，其中，该宽桨叶末端具有圆柱形部分和渐缩的部分以支撑轴向推 力载荷。在第5,211,546号美国专利的图7A中，Isaacson公开了以流 体动力方式被支撑在叶冠上的叶轮，其中，叶冠被支撑在叶轮桨叶的 末端上。这两种构造的缺点在于，旋转叶轮与静止壳体之间的间隙中 的粘滞摩擦力高，因为桨叶末端或叶冠的旋转速度在末端直径处达到 最大。