直接心輔裝置CRG/PVA復(fù)合水凝膠隔離層的制備與性能研究

姜豪，云忠，湯曉燕，陳洪歡

1.中南大學(xué)輕合金研究院，湖南長沙410083；2.中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖南長沙410083

前言

人工心臟及其輔助裝置按其工作方式可分為與血液直接接觸的血泵式人工心臟及搏動(dòng)式直接心輔裝置。血泵又分為離心式和軸流式［1］，使用時(shí)一般要將泵植入患者心臟內(nèi)部或者完全置換掉心臟，會(huì)對(duì)原生心臟造成破壞。基于氣動(dòng)肌肉的柔性直接心輔裝置目前為研究熱點(diǎn)，其原理為將裝置包裹在心臟周圍，通過控制特定氣腔進(jìn)行有規(guī)律的收縮和舒張，以擠壓心臟達(dá)到輔助心臟搏動(dòng)的目的，不用破壞原生心臟。然而，直接心輔裝置與心臟外表面緊密貼合，且對(duì)其進(jìn)行循環(huán)擠壓，會(huì)造成如下問題：（1）異物表面接觸面積大，易造成排異反應(yīng)；（2）氣動(dòng)直接心輔裝置收縮-舒張過程中會(huì)摩擦心臟外表面。因此必須保證裝置接觸面具有優(yōu)良的生物相容性與較低的摩擦系數(shù)，以降低工作過程中對(duì)機(jī)體的損傷。在類似的研究中，直接心輔裝置一般通過醫(yī)用紗布等普通材料縫合固定以減少氣動(dòng)肌肉與心臟表面的相對(duì)位移，其減少摩擦磨損的效果遠(yuǎn)不及天然生物體組織和器官，且未考慮器官排異問題［2］。

在前人的研究基礎(chǔ)上，本文提出一種將水凝膠作為心臟與直接心輔裝置之間隔離層的方法。水凝膠是一類具有三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，具有較強(qiáng)的吸水性能［3］，吸水狀態(tài)下水凝膠表面通常保持濕潤，摩擦系數(shù)低，且水凝膠生物相容性良好［4］，因此在組織工程學(xué)［5］、仿生學(xué)［6-7］、智能穿戴［8］及醫(yī)療器械［9］等領(lǐng)域發(fā)展迅速。……