365606341

Opracowanie konstrukcji osiowej pompy wspomagania serca

oraz rozkłady naprężeń mechanicznych na powierzchniach opływanych elementów pompy jak i wewnątrz domeny przepływowej. Cykl obliczeń numerycznych objął 7 kolejno modyfikowanych wariantów pompy, tak by osiągnąć właściwe urządzeniom typu LVAD parametry i cechy przepływu, zachowując jednakże wszystkie przyjęte na początku procesu projektowego założenia konstrukcyjne i funkcjonalne.

W dalszej kolejności przeprowadzono badania eksperymentalne in vitro modeli pomp celem wykazania poprawności wyznaczenia charakterystyk przepływowych. Eksperymenty zrealizowano dla modeli wykonanych w dwóch skalach tj. 1:1 i 3:1. Wyniki eksperymentu potwierdziły zdolność osiągania przez pompę wydatków przepływu oraz przyrostu ciśnienia wymaganych dla wszczepialnych urządzeń LVAD.

Następnie zaprojektowano, wykonano i przetestowano szereg wariantów bezszczotkowego silnika prądu stałego o komutacji elektronicznej z wirnikiem wyposażonym w magnesy ziem rzadkich oraz bezkontaktowego układu łożyskującego i pozycjonującego wirnik pompy.

Kolejnym krokiem było wykonanie serii modeli pomp do badań in vitro. Modele wytworzono wykorzystując technologie szybkiego prototypowania, mianowicie metody laserowego lub elektronowego spiekania proszków. Modele pomp wykonywano zarówno z żywicy jak i z tytanu (stopu biozgodnego). W roku 2011 uzyskano pierwszy model pompy zdolny pracować w sposób stabilny w kilkunastotygodniowym teście in vitro. Czynnikiem roboczym w pompie była mieszanina wody i gliceryny o lepkości zbliżonej do lepkości krwi.

W dalszej kolejności wykonano partię modeli pomp umożliwiających przeprowadzenie pilotażowych badań trombogenności i hemolizy w warunkach in vitro. Części pompy pozostające w kontakcie z krwią wykonano z tytanu technologią hybrydową, łączącą następujące techniki:

•    SLM (Selective Laser Melting) lub alternatywnie EBM (Electron Beam Melting) do wyrobu wirnika i sekcji kierownic przepływu,

•    AFM (Abrasive Flow Machining) podczas wstępnej obróbki przetłoczno-ścierna powierzchni wewnętrznych kanałów wirnika i kierownic przepływu,

•    obróbkę skrawaniem kanału pompy, zewnętrznego płaszcza wirnika i gniazd montażowych magnesów trwałych układu napędowo łożyskującego,

•    spawanie laserowe elementów składowych wirnika,

•    polerowanie mechaniczne i ręczne powierzchni wirnika.

Dalsze prace objęły optymalizację energetyczną silnika pompy oraz budowę i testowanie układów napędowo - łożyskujących wirnika pompy.

W efekcie opracowano i wytworzono 4 różne funkcjonalne modele pomp, które spełniają wyjściowe założenia projektowe, lecz różnią się konfiguracją wirnika i kierownic przepływu. Wyniki kilku pilotażowych testów pomp w kontakcie z krwią wieprzową oraz ludzką, którym poddane zostały wszystkie cztery warianty pompy nie

390