طراحی و شبیه‌سازی پمپ گریز از مرکز کوچک کمک بطنی راست

Abstract

امروزه با پیش‌رفت تکنولوژی و زندگی ماشینی، تعداد مبتلایان به بیماری‌های قلبی در حال افزایش است. از طرفی تعداد قلب­های آماده‌ی پیوند در دنیا محدود می‌باشد. بنابراین استفاده از پمپ­های قلبی برای کمک به بیمار در طول زمان انتظار و حتی تا آخر عمر، جای‌گزین مناسبی به شمار می‌رود. پمپ­های کمکی قلب باید توانایی برآورده کردن نیاز­های بیولوژیکی مانند فشار و دبی مناسب قلب را داشته باشند و هم‌چنین از نظر آسیب­های خونی در ناحیه‌ی امن قرار گیرند. از چالش­های مهم در طراحی پمپ­های کمک قلبی می­توان به کوچک کردن ابعاد پمپ، کاهش زمان ماندگاری خون در داخل پمپ و کاهش آسیب­های خونی مانند خون‌کافت اشاره کرد. در 30% از بیمارانی که تحت عمل جراحی جای‌گذاری پمپ کمکی بطن چپ قرار گرفته‌اند، پس از مدتی بطن راست آن‌ها نیز دچار نارسایی شده و به پمپ کمکی بطن راست نیاز بیدا کرده‌اند. از جمله محدودیت­های فیزولوژیکی برای جریان ریوی، تولید فشار 15-25 میلی‌متر جیوه و دبی 5 لیتر بر دقیقه می‌باشد. شایان ذکر است که تولید فشار بیش از 25 میلی‌متر جیوه منجر به ایجاد فشار خون در شریان ریوی و مشکلات متاثر از آن خواهد شد. در این پژوهش یک پمپ قلبی گریز از مرکز با تمرکز روی هندسه‌ی پره برای بطن راست طراحی شده است. این پمپ با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی برای سرعت­های دورانی 1500 و 2000 دور در دقیقه و دبی‌های 4-6 لیتر بر دقیقه شبیه‌سازی شده است. پمپ طراحی شده، دبی 5 لیتر بر دقیقه در سرعت دورانی 1500 دور در دقیقه و فشار 23 میلی‌متر جیوه را تولید می­کند. میزان شاخص خون‌کافت محاسبه شده با استفاده از روش لاگرانژی برابر با 00413/0 است.