基于热致液晶弹性体的仿生心脏泵的设计

摘要：

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.

关键词：心脏泵、液晶弹性体、螺旋心室心肌带、柔性材料、仿生

所属期刊栏目：38

分类号：S810.6(普通畜牧学)

资助基金：国家自然科学基金青年资助项目;江苏省自然科学基金青年资助项目;国家自然科学基金资助项目;中国博士后基金面上项目;江苏省博士后基金资助项目;江苏大学高级人才科研启动基金资助项目

在线出版日期：2021-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1221-1225