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目的 開(kāi)發(fā)一種Couette型血液時(shí)變剪切力模擬裝置，為研究流動(dòng)誘導(dǎo)的血液損傷提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。方法 血液剪切裝置主要由三個(gè)部分組成，分別是驅(qū)動(dòng)控制模塊、剪切流產(chǎn)生模塊和暴露時(shí)間控制模塊。其中，最核心的部分是剪切流產(chǎn)生模塊，其原型為軸流式血泵，經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)后改為軸流式Couette裝置(溶血泵)。溶血泵轉(zhuǎn)子和外殼間存在間隙，用以產(chǎn)生流動(dòng)誘導(dǎo)的剪切力。溶血泵整體采用醫(yī)用鈦合金制作，前后導(dǎo)葉內(nèi)使用紅寶石滑動(dòng)軸承。通過(guò)注射泵的流量控制暴露時(shí)間，采用伺服電機(jī)結(jié)合同步帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)溶血泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。利用計(jì)算流體力學(xué)(computational fluid dynamics, CFD)數(shù)值模擬軟件Fluent對(duì)溶血泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行模擬。對(duì)血液剪切裝置的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并做溶血實(shí)驗(yàn)。結(jié)果 CFD結(jié)果表明，在微小間隙內(nèi)可以產(chǎn)生一個(gè)均勻的高剪切力區(qū)域，而其他地方的剪切力較低。由于采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，裝置最高可以產(chǎn)生300 Pa、25 Hz的時(shí)變剪切力。設(shè)備在相同條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)小于10%。通過(guò)調(diào)整溶血泵轉(zhuǎn)速和血流速度，在暴露時(shí)間(1 s和2 s)和剪切力(50、100、150、200、250 Pa)的矩陣下，采用來(lái)自不同個(gè)體的血液對(duì)剪切誘導(dǎo)產(chǎn)生的溶血進(jìn)行量化，在相同實(shí)驗(yàn)條件下個(gè)體之間的差異是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵因素。結(jié)論 血液時(shí)變剪切力模擬裝置能夠滿足相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注由于血液自身差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。