CS271591B1 - Pump's membrane especially for artifical heart - Google Patents

Description

Vynález ee týká membrány Čerpadla, zejména pro umělé srdce s hydraulickým nebo pneumatickým pohonem, zajištující její plynulý průhyb při přechodu ze systolické polohy do diaetolické a naopak.

V současné době se používají pro pohon krevního média membrány vyrobené z pružného materiálu, nejčastěji z polyuretanu nebo silastiku. Podle tvaru čerpadla mají membrány eliptický nebo kruhový půdorys. Membrány s kruhovým půdorysem mají podobu kulového vrchlíku a jsou symetrické v každém řezu, který je veden jejich osou.

Nevýhodou obou typů těchto membrán pro Čerpadla umělého srdce je jejich nepříznivá deformace a borcení ve tvaru mnohoúhelníka při průchodu ze systolické polohy do diaetolické polohy a zpět, což zejména u čerpadel, kterými proudí krev, způsobuje narušení laminarity proudění, vyšlehávání fibrinu, zesílení negativního vlivu kavitačního syndromu a vyvolávání dodatečných ohybů membrány. Navíc počátku zborcení symetrické plochy membrány předchází zvýšený odpor proti překlopení membrány, což se negativně projevuje v procesu řízení činnosti umělého srdce, zejména v počátku diaetolické fáze narušením citlivosti systému biologická síň - čerpadlo a narušením závislosti průtoku na vstupním tlaku umělého srdce, což negativně ovlivňuje splnění známého Starlingova zákona.

Uvedené nedostatky v doposud nejvyšší známé míře odstraňuje membrána čerpadla, zejména pro umělé srdce podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že membrána je vytvořena jako vypouklá plocha ohraničená kruhovou základnou, vykazující asymetrii v rovině osového řezu osou ideálního kulového vrchlíku nad toutéž základnou, přičemž vrchol membrány je upraven mimo osu ideálního kulového vrchlíku nad hlavní osou základny. Další podstata vynálezu spočívá v tom, že vrchol membrány je uspořádán proti výstupnímu traktu čerpadla, přičemž rovina osového řezu, ve které leží vrchol, je kolmá na podélnou osu uzavřené vstupní umělé chlopně.

Výhody membrány podle vynálezu spočívají v odstranění borcení membrány v mezipoloze, zejména při průchodu zúženou dělicí rovinou, tj. střední polohou membrány čerpadla. Dále se enižuje nepružení membrány v první fázi přechodu z diaetolické polohy do systolické polohy a naopak, což ee projevuje vyšší citlivostí systému na vstupním tlaku čerpadla a lepším plnění Starlingova zákona· Výhodou také je, že místo počátečního průhybu membrány lze předem stanovit a odpovídá to úseku v povolně klesající části membrány v průniku s její osovou rovinou procházející současně vrcholem membrány. V závislosti na velikosti čerpadla je tato vzdálenost jednu až tři čtvrtiny poloměru základny od jejího okraje. Uspořádání membrány v čerpadle vrcholem proti výstupnímu traktu čerpadla výrazně zvyšuje účinnost čerpání při současném zmenšení vnějších rozměrů čerpadla.

Příkladné provedení membrány čerpadla, zejména pro umělé srdce podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojeném výkrese, kde na obr. 1 je její perspektivní pohled ve statickém stavu, na obr. 2 je osový řez membránou při přechodu z diastolické polohy do systolické polohy a na obr. 3 je osový řez membránou při přechodu ze systolické do diaetolické polohy.

Membrána znázorněná na obr. 1 je vytvořena jako tenkostěnná, vypouklého tvarní β kruhovou základnou Rovina procházející jednak osou 4 ideálního kulového vrchlíku 9 nad kruhovou základnou 2 membrány 1 a jednak vrcholem 6 membrány 1 je jediným osovým řezem, podle kterého je membrána 1 symetrická. Vrchol 6 je v této rovině 3 posunut ve směru hlavní osy 7 kruhové základny 2 mimo osu 4. Rovina 8^je paralelní s podélnou osou nezakreslené vstupní umělé chlopně.

Na obr. 2 je zachycen postupný pohyb membrány 1 při přechodu z diastolické polohy do systolické polohy, znázorněné plnou čarou.

Na obr. 3 je zachycen postupový pohyb membrány 1 při přechodu ze systolické polohy do diastolické polohy, znázorněné plnou čarou.

Při provozu odděluje membrána 1 pneumatickou komoru čerpadla od hlavní komory umělého srdce. Pohyby membrány z jedné krajní polohy do druhé jsou řízeny tlakem vzduchu v pneumatické komoře. Pozitivní vliv tvaru membrány 1 na její postupný průhyb, znázorněný na obr. 2 a 3, se projevuje zvlněním membrány 1 a pohybem této vlny ve směru hlavní osy 7_.

V počátku diO8toly dochází ke změně tlakového gradientu na vstupní klapkové chlopni vstupního traktu čerpadla a otvírá ji. Membrána 1 se dává do pohybu právě v místě počátečního průhybu a uhýbá postupně před lístkem otevírající se chlopně. Ta je umístěna na vstupním traktu čerpadla právě pod tou částí membrány^1, která b je při změně tlaku nejdříve uvedena v pohyb. Vzniká tak optimální prostorová vazba mezi lístkem chlopně a membránou_1, která má příznivý vliv i na další geometrické veličiny umělého srdce. Při opačném pohybu membrány 1 z diastolické polohy do systolické polohy se jako poslední pohybuje v konečné fázi vrchol 6 membrány 1, umístěný naproti výstupnímu traktu čerpadla. Urychluje tak ve stejném smyslu proudící krevní proud a zvyšuje tak účinnost čerpání.

Membránu 1 čerpadla podle vynálezu je výhodné použít zejména při práci s krevní kapalinou.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Membrána Čerpadla, zejména pro umělé srdce, vyznačující se tím, Že membrána je vytvořena jako vypouklá plocha, ohraničená kruhovou základnou (2), vykazující asymetrii v rovině (3) osového řezu osou (4) ideálního kulového vrchlíku (5) nad toutéž základnou (2), přičemž vrchol (6) membrány (1) je upraven mimo osu (4) ideálního kulového vrchlíku (5) nad hlavní osou (7) základny (2).

2. Membrána čerpadla podle bodu 1, vyznačující se tím, Že vrchol (6) membrány (1) je uspořádán proti výstupnímu traktu čerpadla, přičemž rovina (3) osového řezu, ve které leží vrchol (6), je kolmá na podélnou osu uzavřené vstupní umělé chlopně.