专利名称：采用高磁导率材料叶轮的血泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种血泵叶轮，属于生物医学工程领域。
背景技术：
血泵已经逐渐成为了治疗心力衰竭的有效方法之一，并且现在已经出现了驱动装置置于体外的血泵。由于驱动装置置于体外，这种血泵的电机部分相当于电机的定子与转子处于非紧密配合状态，定子与转子相互作用减弱。由于体内的血泵本体部分受到人体血管的限制，体积不能很大，所以只能加大驱动装置的体积来加强磁感应强度，维持血泵本体正常运转，这样就造成了驱动装置体积较大。目前这种血泵本体中的叶轮都是采用不导磁材料，如不锈钢或钛合金，象专利“一种微型轴流血泵”(CN201020651674. 5)，仅采用转子外表面镶嵌永磁体，而血泵叶片不导磁；又如清华大学的“一种植入式微型流线形轴流血泵”(CN200810226113. 8)，除永磁转子，其余均采用钛合金制作，对磁场没有加强作用；再如“泵 机合一可植入式轴流血泵转子叶片结构”(CN200720077869. I)。血泵叶片作为推动血液流动的机构，由永磁转子带动，永磁转子与体外的驱动装置相互作用实现血泵运转。但是叶片血泵本体的一部分，若也可以与驱动装置相互作用，则可以增强血泵的运转，从而减小驱动装置的体积。目前，高导磁材料，如软磁铁氧体材料，具有密度高、硬度高、耐磨性好及晶粒不易剥落的优点，适合加工形状复杂；再如坡莫合金，由于具有非常高的磁导率和起始磁导率和高磁饱和性，可以很快的被磁化并产生较高磁场，并且其强度和可加工性也很好。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供一种由高导磁材料作为叶轮的血泵，使叶轮也可以参与与驱动装置的相互作用，从而增强血泵的运转效率。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种采用高磁导率材料叶轮的血泵，该血泵包括体外驱动装置和置于人体主动脉内的血泵本体，所述血泵本体由血泵外壳、通过轴承架安装在血泵外壳内的永磁体转子芯，以及安装在转子芯上的螺旋状叶轮组成。其中叶轮采用高磁导率材料制作，由于叶轮采用高磁导率材料制作，叶轮可以被永磁体转子芯磁化，并且磁化方向与永磁体转子芯的磁化方向一致，这样叶轮作为转子的一部分，有很好的提高转子运转效率的功效，即使体外驱动装置提供较小的感应磁场，也能同样使血泵正常运转，这样就可以不必使用大体积的驱动装置，而且也可以节省电力。所述转子和叶轮的表面包被一层Ti02薄膜，Τ 02薄膜能够减少金属材料受到体液的腐蚀，阻止毒性镍离子等的析出，且可以降低血栓和溶血形成。在血泵叶轮制备一层Τ 02薄膜，提高了血泵的血液相容性。所述叶轮采用软磁铁氧体材料，既可以被磁化，也容易加工。所述叶轮采用坡莫合金材料，可以得到高磁饱和度的叶轮，可以极大地提高血泵的效率。所述叶轮采用硅钢材料，这样的叶轮强度高，磁饱和度也高，并且廉价。所述叶轮采用电工纯铁材料，这样的叶轮易加工，并且廉价。本发明的有益效果由于泵体中的叶轮采用高导磁材料，与体外驱动装置的耦合磁感应强度增大，相比采用不导磁材料制作的叶轮，可以用体积较小的驱动装置就可以产生同样的励磁场强，从而减轻了患者负担。采用软磁铁氧体材料作为叶轮，可以很好地加工成血泵叶片的复杂形状，可以实现更好的泵血效果，可以增加血管内的血液流量和压力，提高心脏血液灌注。并且，在转子和叶轮的表面包被一层Ti02薄膜，相比钕铁绷等永磁性材料，高磁导率合金更易制备Ti02薄膜，因此采用高磁导率材料制作叶轮相比采用永磁材料制作叶轮，不仅可以达到相似的磁场强度，而且更容易制备生物膜，提高血液相容性。
图I为本发明采用高磁导率材料叶轮的血泵的一个实施例的横截面示意图；图2为图I所示实施例中血泵本体的纵截面示意图。图中，I、驱动装置，2、转子芯，3、生物膜，4、叶轮，5、血泵外壳，6、磁力线。
具体实施例方式下面结合附图对本发明中的一个实施例作具体描述。本实施例的采用高磁导率材料叶轮的血泵中，位于体外的驱动装置I为由电机带动的圆柱体钕铁硼N50，钕铁硼N50径向充四对磁极，其外径为30mm，长度为30mm。位于体内血管中的血泵本体的大小为外径20mm,长度30mm,由血泵外壳5、转子芯2和以转子芯2为轴的双螺旋状叶轮4构成。其中，外壳5两头的中间各设有轴窝；转子芯2为径向充两对磁极的钕铁硼N50材料，其两头架设在所述轴窝内；叶轮4围绕在转子芯2上，采用软磁铁氧体制作。在转子芯2和叶轮4外面包被生物膜3，生物膜3采用生物活性材料纳米Ti02薄膜。在软磁铁氧体上很容易制备Ti02薄膜。血泵使用时，血泵本体放置在主动脉内，位于主动脉根与主动脉弓之间，体外驱动装置I放置在患者胸外部，靠近皮肤，与身体内的血泵本体平行。驱动装置I中的圆柱体钕铁硼N50由电机带动旋转，旋转的钕铁硼N50通过磁力线6带动转子芯2和叶轮4转动，实现血泵工作。
权利要求
1.采用高磁导率材料叶轮的血泵，包括体外驱动装置(I)和置于人体主动脉内的血泵本体，其特征在于 所述血泵本体由血泵外壳(5)、通过轴承架安装在血泵外壳(5)内的永磁体转子芯(2)，以及安装在转子芯(2)上的螺旋状叶轮(4)组成，且叶轮(4)采用高磁导率材料制作。
2.如权利要求I所述的采用高磁导率材料叶轮的血泵，其特征在于所述转子芯和叶轮(4)的表面包被一层Ti02薄膜。
3.如权利要求I或2所述的采用高磁导率材料叶轮的血泵，其特征在于所述叶轮(4)采用软磁铁氧体材料。
4.如权利要求I或2所述的采用高磁导率材料叶轮的血泵，其特征在于所述叶轮(4) 采用坡莫合金材料。
5.如权利要求I或2所述的采用高磁导率材料叶轮的血泵，其特征在于所述叶轮(4)采用硅钢材料。
6.如权利要求I或2所述的采用高磁导率材料叶轮的血泵，其特征在于所述叶轮(4)采用电工纯铁材料。
全文摘要
采用高磁导率材料叶轮的血泵，涉及血泵的叶轮，属于生物医学工程领域。包括体外驱动装置(1)和置于人体主动脉内的血泵本体，其中血泵本体由血泵外壳(5)、转子芯(2)和叶轮(4)组成，且叶轮(4)采用高磁导率材料制作，可以采用软磁铁氧体材料或坡莫合金材料等。由于泵体中的叶轮采用高导磁材料，与体外驱动装置的耦合磁感应强度增大，相比采用不导磁材料制作的叶轮，可以用体积较小的驱动装置就可以产生同样的励磁场强，从而减轻了患者负担。其中软磁铁氧体材料作为叶轮，可以很好地加工成血泵叶片的复杂形状，能够实现更好的泵血效果，可以增加血管内的血液流量和压力，提高心脏血液灌注。
文档编号A61M1/10GK102755672SQ201210212668
公开日2012年10月31日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者乔爱科, 冯继宏, 刘有军, 常宇, 张娅, 男群, 马鑫蕊 申请人:北京工业大学