DE10297041T5 - Mit einem hydrodynamischen Lager ausgestattete Kunstherzpumpe - Google Patents

Mit einem hydrodynamischen Lager ausgestattete Kunstherzpumpe Download PDF

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Takashi Tsukuba Yamane
Yasushi Fuzisawa Hisabe
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Abstract

Kunstherzpumpe, umfassend:
ein Gehäuse (4, 15) mit einer Bluteinströmungsöffnung (5) in einem oberen Teil, einer Blutausströmungsöffnung (6) in einem Seitenflächenteil und mehreren Elektromagneten (22) an einer Innenumfangsfläche,
eine feste Welle (17), die von einer unteren Fläche des Gehäuses hervorragt und Axialaufnahmen (18, 16) an oberen bzw. unteren Endteilen (12, 10) aufweist,
einen Pumpenradabschnitt (2), der in dem Gehäuse angeordnet ist, einen Bluteinströmungsabschnitt (3) in einem mittleren Teil und einem Blutausströmungsabschnitt (9) in einem Seitenflächenteil aufweist und mehrere Pumpenräder (1) umfasst,
ein Pumpenradtragelement (7), das den Pumpenradabschnitt von unten trägt und in einer Mitte einen Lochteil aufweist, der an der festen Welle montiert ist, um den Pumpenradabschnitt drehbar zu lagern,
mehrere Permanentmagnete (21), die an einer Außenumfangsfläche des Pumpenradtragelements an Positionen vorgesehen sind, die den Elektromagneten (22) an der Innenumfangsfläche des Gehäuses zugewandt sind,
ein hydrodynamisches Radiallager, das zwischen einer Innenumfangsfläche des Lochteils des Pumpenradtragelements...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft eine Kunstherzpumpe, die anstelle oder zusammen mit dem Herzen eines lebenden Körpers verwendet wird, und insbesondere eine Kunstherzpumpe mit Pumpenrädern, die in radialen und axialen Richtungen durch hydrodynamische Lager gelagert sind.
  • Technischer Hintergrund
  • Das Organtransplantationsgesetz ist auch in Japan in Kraft getreten und erlaubt Herztransplantationen von hirntoten Patienten. Wegen des Mangels an hirntoten Spendern ist es jedoch der wahre Stand der Dinge, dass die einzige Möglichkeit, noch lebende Empfänger vor dem Tod zu bewahren, die Verwendung eines Kunstherzens ist. Es sind seit langer Zeit Studien an Kunstherzen durchgeführt worden, und es gibt zahlreiche Berichte über klinische Demonstrationen von Kunstherzen. Kunstherzen umfassen Unterstützungsherzen, die in einen lebenden Körper parallel zu dem natürlichen Herzen eingesetzt werden, ohne dass das natürliche Herz entfernt werden muss, und vollständig künstliche Herzen, die das natürliche Herz ersetzen und an dessen Stelle angeschlossen werden. Diese herkömmlichen Kunstherzen sind fast alle luftgetrieben, was es erforderlich macht, ein Steuergerät neben dem Bett eines Patienten aufzustellen.
  • In den letzten Jahren sind jedoch Unterstützungsherzen entwickelt worden, die im Abdomen eingebettet werden können und über eine Batterie, die an einem Gürtel oder Rucksack angebracht ist, elektrisch angetrieben werden können. Obwohl die heutzutage verfügbaren Kunstherzprodukte ihrer Größe wegen ausschließlich für Patienten mit großem Körperbau verwendet werden, sind auch Kunstherzen eingesetzt worden, die als Heilmittel in der häuslichen Umgebung geeignet sind.
  • Diese Kunstherzen werden im Hinblick auf das Pumpsystem grob in zwei Typen unterteilt, nämlich ein Typ mit pulsatiler Förderung und ein Typ mit kontinuierlicher Förderung. Der Typ mit pulsatiler Förderung umfasst ein System, das bei jedem Pulsschlag eine konstante Menge Blut aussendet, und unter den Unterstützungsherzen, deren klinische Anwendung fortgeschritten ist, sind dies jene, über die Ergebnisse einer tatsächlichen jahrelangen Verwendung vorliegen. Der Typ mit kontinuierlicher Förderung umfasst ein System, bei dem ein Drehmechanismus verwendet wird, um kontinuierlich Blut auszusenden, und bei dem die Menge ausgesendeten Blutes nicht direkt mit dem Volumen einer verwendeten Pumpe in Beziehung steht, wobei das System klein hergestellt werden kann und als eingebettetes Unterstützungsherz viel versprechend ist. Es ist von einigen Tierversuchen im Hinblick auf die Wirkung eines Verzichts auf eine Pulsschlagförderung auf einen lebenden Körper berichtet worden, wobei die Tiere ohne physiologische Mängel existierten. Da jedoch festgestellt worden ist, dass die pulsatile Förderung vom physiologischen Standpunkt aus bevorzugt ist, schreitet die Entwicklung von Pumpen mit kontinuierlicher Förderung als Unterstützungsherz voran, welche bei im lebenden Körper verbleibenden natürlichen Herzen eingesetzt werden können. Die Pumpen mit kontinuierlicher Förderung umfassen Zentrifugal-, Axialförder- und Rotationsverdrängerpumpen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Axialförderpumpe der Pumpen mit kontinuierlicher Förderung.
  • Als eine Kunstherzpumpe mit kontinuierlicher Förderung schlug einer der Erfinder eine Zentrifugalpumpe für ein Kunstherz vor, wie sie in 3 gezeigt ist (JP-A-HEI 10-33664, U.S. Patent Nr. 6 015 434). In der in 3 gezeigten Kunstherzpumpe ist ein Fliehkraft-Pumpenrad 52 über zwei Lager 5658 und 5560 gelagert. Ein Gehäuse 57 ist an seinem unteren Abschnitt mit einer Pumpenradantriebseinrichtung 61 versehen, in der ein Magnet 63 rotiert wird, um in dem Pumpenrad eingebettete Magnete 54 rotatorisch anzutreiben. Dies erlaubt eine Blutförderung in das Gehäuse über eine Einströmungsöffnung 64, die am oberen Teil des Gehäuses ausgebildet ist, und das Blut kann aus dem Gehäuse heraus über eine Ausströmungsöffnung, die um den unteren Teil des Gehäuses herum ausgebildet ist, ausströmen. Ferner ist als Mittel zum Rotieren des Pumpenrades unter Verwendung der oben erwähnten magnetischen Kupplung, ein Mittel mit einer Antriebseinrichtung vom Direktantriebssystem entwickelt worden, das eine Gruppe von Elektromagneten für einen beweglichen Abschnitt 66 ersetzt.
  • In der vorgeschlagenen Kunstherzpumpe wird das Pumpenrad in der radialen Richtung mittels einer abstoßenden Kraft gelagert zwischen einem Magneten 56, der am Außenumfang eines zylindrischen Abschnittes 51 des Pumpenrades vorgesehen ist, und einem Stützmagneten 58, der an der gegenüberliegenden Position angeordnet ist, und in der axialen Richtung mittels eines Zusammenbaus einer Drehwelle 55, die von der unteren Oberfläche des Pumpenrades 53 hervorragt, und einer Drehaufnahme 60, die in der Mitte der Bodenplatte 59 des Gehäuses vorgesehen ist. Das derart gelagerte Pumpenrad wird unter Verwendung einer Pumpenradantriebseinrichtung 61 angetrieben, die am unteren Abschnitt des Gehäuses angeordnet ist und einen Magneten 63 rotiert, der Magneten 54 zugewandt ist, die am unteren Abschnitt des Pumpenrades vorgesehen sind, oder den Magneten 63 rotiert, der gemäß einem Direktantriebssystem durch einen Elektromagneten gebildet ist.
  • Jedoch erfordert das vorstehend erwähnte Pumpenradtragsystem die Befestigung mehrerer Magnete an dem Pumpenrad und an dem Gehäuse und die Durchführung vielfältiger Schritte, um eine Pumpe herzustellen, und es macht das Pumpenrad aufgrund der befestigten Magnete schwerer. Da die Drehwelle und die Aufnahme über Reibung gegeneinander gleiten und durch deren Benutzung über eine lange Zeitdauer sammelt sich allmählich Abrieb an der Gleitkontaktfläche, so dass möglicherweise eine Ursache für eine Verkürzung der Lebensdauer der Pumpe und eine Ursache für Thrombosen aufgrund einer Blutstagnation an dem Lagerabschnitt hervorgerufen werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage der oben erwähnten Feststellungen getätigt worden und es ist ihre Aufgabe, eine Kunstherzpumpe bereitzustellen, die im Vergleich mit einer herkömmlichen Kunstherzpumpe leicht ist, eine Ansammlung von aus Gleitreibung resultierendem Abrieb beseitigt und das Auftreten einer Blutstagnation an einem Lagerabschnitt verhindert.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Kunstherzpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einer Bluteinströmungsöffnung in einem oberen Teil, einer Blutausströmungsöffnung in einem Seitenflächenteil und mehreren Elektromagneten in einer Innenumfangsfläche, eine feste Welle, die von einer unteren Fläche des Gehäuses hervorragt und Axialaufnahmen an oberen bzw. unteren Endteilen aufweist, einen Pumpenradabschnitt, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und einen Bluteinströmungsabschnitt in einem mittleren Teil und einen Blutausströmungsabschnitt in einem Seitenflächenteil aufweist und mehrere Pumpenräder umfasst, ein Pumpenradtragelement, das den Pumpenradabschnitt von unten trägt und in einer Mitte einen Lochteil aufweist, der drehbar an der festen Welle montiert ist, um den Pumpenradabschnitt drehbar zu lagern, mehrere Permanentmagnete, die an einer Außenumfangsfläche des Pumpenradtragelements an Positionen vorgesehen sind, die den mehreren Elektromagneten an der Innenumfangsfläche des Gehäuses zugewandt sind; ein hydrodynamisches Radiallager, das zwischen einer Innenumfangsfläche des Lochteils des Pumpenradtragelements und einer Außenumfangsfläche der festen Welle ausgebildet ist, und ein hydrodynamisches Axiallager, das zwischen oberen und unteren Stirnflächen des Pumpenradtragelements und den Axialaufnahmen an den oberen und unteren Endteilen der festen Welle ausgebildet ist.
  • In der erfindungsgemäßen Kunstherzpumpe ist das Pumpenradtragelement mit mehreren Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks an Positionen versehen, die jeweils den Axialaufnahmen an den oberen und unteren Endteilen der festen Welle zugewandt sind, und die feste Welle ist am unteren Außenumfang mit mehreren Nuten zur Erzeugung radialen hydrodynamischen Drucks versehen, um einen ersten hydrodynaumischen Axiallagerteil, das hydrodynamische Radiallager und einen zweiten hydrodynamischen Axiallagerteil in dieser Reihenfolge zu bilden.
  • In der Kunstherzpumpe weisen die Nuten zur Erzeugung axialen Drucks, die der Axialaufnahme am unteren Endteil der festen Welle zugewandt sind, ein Einpumpspiralmuster auf, und die Nuten zur Erzeugung axialen Drucks, die der Axialaufnahme am oberen Endteil zugewandt sind, weisen ein Auspumpspiralmuster auf.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist das hydrodynamische Radiallager der erfindungsgemäßen Kunstherzpumpe zwischen der zylindrischen Innenfläche des Pumpenradtragelements und der Außenumfangsfläche der festen Welle gebildet, und die hydrodynamischen Axiallager sind ebenfalls jeweils zwischen den oberen und unteren Stirnflächen des Pumpenradtragelements und den Axialaufnahmen gebildet, die an den oberen und unteren Endteilen der festen Welle ausgebildet sind. Daher wird der Pumpenradabschnitt durch diese Lager gehalten und in der radialen und in der axialen Richtung in einem schwimmenden Zustand rotiert, und das Blut durchläuft den ersten hydrodynamischen Axiallagerteil, dem hydrodynamischen Radiallagerteil und dem zweiten Axiallagerteil in dieser Reihenfolge.
  • Es ist daher möglich, eine Kunstherzpumpe bereitzustellen, die infolge der Verwendung einer kleinen Anzahl von Magneten leicht ist, und die durch Rotieren des Pumpenradabschnitts in einem schwimmenden Zustand die Erzeugung von Abrieb und das Auftreten einer Blutstagnation an den Lagerteilen beseitigt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • l ist ein Querschnitt, der eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kunstherzpumpe zeigt.
  • 2(a) , 2(b) und 2(c) sind erläuternde Ansichten, die die Ausgestaltung von Lagern der in 1 gezeigten Kunstherzpumpe zeigen.
  • 3 ist ein Querschnitt, der eine Kunstherzpumpe aus dem Stand der Technik zeigt.
  • Beste Ausführungsform der Erfindung
  • Es wird eine erfindungsgemäße Kunstherzpumpe anhand der Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Querschnitt, der eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kunstherzpumpe zeigt, und 2 ist eine erläuternde Ansicht, die die Ausgestaltung von hydrodynamischen Lagern zeigt. In 1 ist der mittlere Teil eines Pumpenradabschnittes 2, der mit mehreren Pumpenrädern 1 ausgestattet ist, die sich radial in einem oberen Gehäuse 4 erstrecken, geöffnet, um einen Bluteinströmungsabschnitt 3 zu definieren, und der Pumpenradabschnitt 2 saugt Blut von einer in dem oberen Gehäuse 4 ausgebildeten zylindrischen Bluteinströmungsöffnung 5 bei rotierenden Pumpenräder 1, wie es später beschrieben wird, an und trägt das angesaugte Blut aus einer in der Seitenfläche des oberen Gehäuses 4 ausgebildeten Blutausströmungsöffnung 6 aus.
  • Der Pumpenradabschnitt 2 ist auf einem zylindrischen Pumpenradtragelement 7 getragen, das in seiner Mitte einstückig mit einem zylindrischen Lagerelement 8 versehen ist. Das Lagerelement 8, das ein Teil des Pumpenradtragelements 7 ist, weist eine untere Stirnfläche 10 auf, in der untere Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks 11 mit einem Einpumpspiralmuster ausgebildet sind, wie es in 2(c) gezeigt ist, und weist eine obere Stirnfläche 12 auf, in der obere Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks 13 ausgebildet sind, die ein Auspumpspiralmuster aufweisen, wie es in 2(a) gezeigt ist.
  • Ein Lochteil, der in der Mitte des zylindrischen Lagerelements 8 gebildet ist, ist an einer festen Welle 17 montiert, die von der oberen Fläche einer unteren Axialaufnahme 16, die an einem unteren Gehäuse 15 befestigt ist, hervorragt, um einen zylindrischen Durchgangsabschnitt 14 mit einer vorbestimmten Breite zu bilden. Auf diese Weise ist ein hydrodynamischer Radiallagerteil, der die Pumpenräder 1 und das Pumpenradtragelement 7 lagert, gebildet. Die untere Axialaufnahme 16 ist derart angeordnet, dass sie der unteren Stirnfläche 10 des Lagerelements 8, das die unteren Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks 11 aufweist, zugewandt und von dieser mit einem vorbestimmten Abstand beabstandet ist. Die obere Axialaufnahme 18 ist an dem oberen Teil der festen Welle 17 mittels eines Befestigungselements 19 befestigt, wobei ein vorbestimmter Abstand in Bezug auf die obere Stirnfläche 12 des Lagerelements 8, das die oberen Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks 13 aufweist, verbleibt. Zusätzlich sind in dem unteren Außenumfang der festen Welle 17 geneigte Nuten 20 für die Erzeugung radialen hydrodynamischen Drucks ausgebildet.
  • Das Pumpenradtragelement 7 ist an seinem Außenumfang mit mehreren Permanentmagneten 21 versehen, die in vorbestimmten Intervallen angeordnet sind. Das untere Gehäuse 15 ist an seinem Außenumfang mit mehreren Elektromagneten 22 versehen, die derart angeordnet sind, dass sie den Permanentmagneten 21 zugewandt sind. Die Elektromagnete 22 mit abwechselnden Polaritäten bilden bei Anlegen von Elektrizität einen Motor vom Direktantriebstyp, der eine Pumpenradantriebseinrichtung 23 ist. Wenn ein Motorfluss derart eingestellt wird, dass er in die diametrale Richtung zeigt, ist es möglich, zu verhindern, dass eine übermäßige Last auf ein hydrodynamisches Axiallager ausgeübt wird.
  • Mit der obigen Ausgestaltung wird durch Anlegen von Elektrizität an die Elektromagnete 22 mit abwechselnden Polaritäten und Rotieren des Pumpenradtragelements 7 der Pumpenradabschnitt 2, der mit den Pumpenrä dern 1 ausgestattet ist, rotiert, um Blut von der Bluteinströmungsöffnung 5 anzusaugen, das angesaugte Blut im Laufe von dem Bluteinströmungsabschnitt 3 zu einem Blutausströmungsabschnitt 9 des Pumpenrades 1 unter Druck zu setzen und das unter Druck gesetzte Blut aus der Blutausströmungsöffnung 6 auszutragen.
  • Ein Teil des unter Druck gesetzten Blutes von dem Blutausströmungsabschnitt 9, der im Seitenflächenteil der Pumpenräder 1 gebildet ist, zirkuliert über einen Förderweg, der, wie durch einen strichpunktierten Pfeil in der Figur gezeigt ist, den Spalt zwischen der unteren Fläche des Pumpenradabschnittes 2 und der oberen Fläche des unteren Gehäuses 15, den Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Pumpenradtragelements 7 und der dieser zugewandten zylindrischen Innenwandfläche des unteren Gehäuses 15, den hydrodynamischen Axiallagerteil, der zwischen der oberen Fläche der unteren Axialaufnahme 16 und der unteren Stirnfläche 10 des Lagerelements 8, das ein Teil des Pumpenradtragelements 7 ist, den hydrodynamischen Radiallagerteil, der den zylindrischen Durchgangsabschnitt 14 umfasst, der zwischen der Außenumfangsfläche der festen Welle 17 und der Innenumfangsfläche des Lochteils 14 des Lagerelements 8 ausgebildet ist, den hydrodynamischen Axiallagerteil, der zwischen der oberen Stirnfläche des Lagerelements 8 und der unteren Fläche der oberen Axialaufnahme 18 gebildet ist, und die Niederdruckseite des Bluteinströmungsabschnittes 3 des Pumpenradabschnittes 2 umfasst.
  • Im Förderweg zwischen der oberen Fläche der unteren Aufnahme 16 und der unteren Stirnfläche 10 des Lagerelements 8, d.h. auf der unteren Fläche des Pumpenradtragelements 7 bei der dargestellten Ausführungsform sind die unterseitigen Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks 11, die das Einpumpspiralmuster aufweisen, ausgebildet. Deshalb wird, wie es beispielsweise in 2(c) gezeigt ist, Blut, das ent lang des Förderweges strömt, von der Außenumfangsseite der unterseitigen Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks 11 angesaugt und in Richtung ihrer Innenumfangsseite ausgetragen. Der zu diesem Zeitpunkt erzeugte hydrodynamische Druck unterstützt die Kraft des gesamten Pumpenradabschnittes in der axialen Richtung nach unten.
  • Die Innenumfangsseite der unterseitigen Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks 11 steht mit dem zylindrischen Durchgangsabschnitt 14 in Verbindung, der zwischen der Außenumfangsfläche der festen Welle 17 und der zylindrischen Innenumfangsfläche des Lagerelements ausgebildet ist. In dem Durchgangsabschnitt, d.h. im Außenumfang der festen Welle 17 bei der dargestellten Ausführungsform, sind die mehreren geneigten Nuten zur Erzeugung hydrodynamischen Drucks 20 ausgebildet. Daher wird, wie es in 2(b) gezeigt ist, das Blut von der unteren Stirnseite der festen Welle angesaugt und in Richtung ihrer oberen Stirnseite ausgetragen. Der zu diesem Zeitpunkt erzeugte hydrodynamische Druck unterstützt die Kraft des gesamten Pumpenradabschnittes in der radialen Richtung.
  • Der so in Richtung der oberen Stirnseite der festen Welle 17 ausgetragene Blutstrom wird von der Innenumfangsseite der oberseitigen Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks 13 angesaugt und in Richtung ihrer Außenumfangsseite ausgetragen, da die oberseitigen Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks 13, die das Auspumpspiralmuster aufweisen, bei der dargestellten Ausführungsform in dem Spalt zwischen der oberen Stirnfläche 12 des Lagerelements 8 und der unteren Fläche der oberen Axialaufnahme 18 ausgebildet sind, d.h. auf der oberen Fläche des Pumpenradtragelements 7.
  • Der so ausgetragene Blutstrom wird in Richtung des Bluteinströmungsabschnittes 3 der Pumpenräder 1 angesaugt, mit neuem Blut vermischt, das von der Bluteinströmungsöffnung 5 angesaugt wird, durch die Pumpenräder 1 unter Druck gesetzt und ausgetragen. Die zu diesem Zeitpunkt erzeugte hydrodynamische Kraft unterstützt die Kraft des gesamten Pumpenradabschnittes in der axialen Richtung nach oben und unterstützt in Verbindung mit dem hydrodynamischen Druck, der die Kraft in der axialen Richtung nach unten durch die unterseitigen Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks 11 unterstützt, den gesamten Pumpenradabschnitt in der vertikalen Richtung. Somit wird der Pumpenradabschnitt in einem vorbestimmten schwimmenden Zustand gehalten.
  • Durch die Beschaffenheit und Funktionsweise dieser Lager kann der Pumpenradabschnitt stabil rotieren, ohne das obere Gehäuse 4, das untere Gehäuse 15, die mittlere feste Welle 13 usw., die den Pumpenradabschnitt umgeben, zu berühren. Da zusätzlich das Fluid, das hydrodynamischen Druck an den hydrodynamischen Lagerteilen, die den Pumpenradabschnitt tragen, erzeugt, ein flüssiges und hochviskoses Blut ist, kann der Pumpenradabschnitt sicher gelagert werden. Da außerdem das Fluid das im Förderweg von der Hochdruckseite des Ausströmungsabschnittes des Pumpenrades zur Niederdruckseite seines Einströmungsabschnittes zirkulierende Fluid ist, und da die Nuten zur Erzeugung hydrodynamischen Drucks derart ausgebildet sind, dass das Fluid entlang des Strömungsverlaufes strömen kann, kann das Fluid zur Erzeugung hydrodynamischen Drucks stabil strömen. In diesem Zusammenhang kann das Pumpenrad an den Lagerteilen sicher gelagert werden. Da darüber hinaus das Blut an den Lagerteilen stabil strömt, ohne dort zu verbleiben, kann verhindert werden, dass eine Blutstagnation auftrttt.
  • Da bei der in 1 gezeigten Ausführungsform das Lagerelement 8 an der mittleren Seite des Pumpenradtragelements 7, das den Pumpenradabschnitt 2 trägt, angeordnet ist und die Permanentmagnete an seiner Außenumfangsseite angeordnet sind, kann der Pumpenradabschnitt 2 stabil rotiert und die Höhe der Kunstherzpumpe verringert werden, und die Kunstherzpumpe kann als ganzes kompakt hergestellt werden, um eine Kunstherzpumpe bereitzustellen, die intern eingebettet werden kann.
  • Obgleich die Nuten zur Erzeugung hydrodynamischen Drucks 20 bei der vorstehenden Ausführungsform im Außenumfang der festen Welle 17, die in der Mitte als das hydrodynamische Radiallager befestigt ist, ausgebildet sind, können diese auch in der Innenumfangsfläche des Lagerelements 8 ausgebildet sein.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Mit der oben beschriebenen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Kunstherzpumpe bereitzustellen, die im Vergleich mit einer Pumpe aus dem Stand der Technik leicht ist, die ein magnetisches Lager verwendet und die im Vergleich mit einer Pumpe aus dem Stand der Technik, die ein Drehlager verwendet, die Erzeugung von Abrieb und das Auftreten einer Blutstagnation an den Lagerteilen beseitigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Kunstherzpumpe umfasst ein Gehäuse (4, 15) mit einer Bluteinströmungsöffnung (5) in seinem oberen Teil, einer Blutausströmungsöffnung (6) in seinem Seitenflächenteil und mehreren Elektromagneten (22) an seiner Innenumfangsfläche, eine feste Welle (17), die von der unteren Fläche des Gehäuses hervorragt und Axialaufnahmen (18, 16) an oberen bzw. unteren Endteilen (12, 10) aufweist, einen Pumpenradabschnitt (2), der einen Bluteinströmungsabschnitt (3) in seinem mittleren Teil und einen Blutausströmungsabschnitt (9) in seinem Seitenflächenteil aufweist, ein Pumpenradtragelement (7), das den Pumpenradabschnitt von unten trägt und an seiner Außenumfangsfläche mehrere Permanentmagnete (2) und in seiner Mitte einen Lochteil aufweist, der an der festen Welle montiert ist, um den Pumpenradabschnitt in dem Gehäuse drehbar zu lagern, einen hydrodynamischen Radiallagerteil, der zwischen der Innenumfangsfläche des Lochteils des Pumpenradtragelements und der Außenumfangsfläche der festen Welle ausgebildet ist, und hydrodynamische Axiallager, die zwischen den oberen und unteren Stirnflächen des Pumpenradtragelements und den Axialaufnahmen an dem oberen bzw. dem unteren Endteil der festen Welle ausgebildet sind, wodurch das Pumpenradelement gelagert ist, ohne das Gehäuse oder die feste Welle zu berühren, und stabil rotiert.

Claims (3)

  1. Kunstherzpumpe, umfassend: ein Gehäuse (4, 15) mit einer Bluteinströmungsöffnung (5) in einem oberen Teil, einer Blutausströmungsöffnung (6) in einem Seitenflächenteil und mehreren Elektromagneten (22) an einer Innenumfangsfläche, eine feste Welle (17), die von einer unteren Fläche des Gehäuses hervorragt und Axialaufnahmen (18, 16) an oberen bzw. unteren Endteilen (12, 10) aufweist, einen Pumpenradabschnitt (2), der in dem Gehäuse angeordnet ist, einen Bluteinströmungsabschnitt (3) in einem mittleren Teil und einem Blutausströmungsabschnitt (9) in einem Seitenflächenteil aufweist und mehrere Pumpenräder (1) umfasst, ein Pumpenradtragelement (7), das den Pumpenradabschnitt von unten trägt und in einer Mitte einen Lochteil aufweist, der an der festen Welle montiert ist, um den Pumpenradabschnitt drehbar zu lagern, mehrere Permanentmagnete (21), die an einer Außenumfangsfläche des Pumpenradtragelements an Positionen vorgesehen sind, die den Elektromagneten (22) an der Innenumfangsfläche des Gehäuses zugewandt sind, ein hydrodynamisches Radiallager, das zwischen einer Innenumfangsfläche des Lochteils des Pumpenradtragelements und einer Außenumfangsfläche der festen Welle ausgebildet ist, und ein hydrodynamisches Axiallager, das zwischen den oberen und unteren Stirnflächen des Pumpenradtragelements und den Axialaufnahmen an den oberen und unteren Endteilen der festen Welle ausgebildet ist.
  2. Kunstherzpumpe nach Anspruch 1, wobei das Pumpenradtragelement mit mehreren Nuten zur Erzeugung axialen hydrodynamischen Drucks (13, 11) an Positionen versehen ist, die jeweils den Axialaufnahmen (18, 16) an den oberen und unteren Endteilen (12, 10) der festen Welle zugewandt sind, und die feste Welle an einem unteren Außenumfang mit mehreren Nuten zur Erzeugung radialen hydrodynamischen Drucks (20) versehen ist, um einen ersten hydrodynamischen Axiallagerteil, das hydrodynamische Radiallager und einen zweiten hydrodynamischen Axiallagerteil in dieser Reihenfolge zu bilden.
  3. Kunstherzpumpe nach Anspruch 2, wobei die Nuten zur Erzeugung axiales Drucks (11), die der Axialaufnahme am unteren Endteil der festen Welle zugewandt sind, ein Einpumpspiralmuster aufweisen, um Blut von einer Außenumfangsseite der Nuten anzusaugen und das angesaugte Blut zu einer Innenumfangsseite derselben auszutragen, und die Nuten zur Erzeugung axialen Drucks (13), die der Axialaufnahme am oberen Endteil zugewandt sind, ein Auspumpspiralmuster aufweisen, um Blut von einer Außenumfangsseite der Nuten anzusaugen und das angesaugte Blut zu einer Innenumfangsseite derselben auszutragen.
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