减少血栓形成血液泵的制作方法

减少血栓形成血液泵
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1.本专利申请要求提交于2019年10月3日的临时申请no.62/910,108的优先权，该临时申请全文以引用方式并入本文。


背景技术：

2.循环支持装置(诸如血液泵)提供了循环支持。轴承内和围绕轴承的停滞血液区域，特别地由于血液泵的部件之间的间隙，易于形成血栓。


技术实现要素：

3.在实例1中，一种轴承组件，所述轴承组件构造成保持血液泵的叶轮的远侧端部，所述叶轮具有驱动轴，并且所述轴承组件包括：枢轴构件、远侧轴承杯和套筒轴承，所述枢轴构件联接至所述驱动轴的远侧端部，所述远侧轴承杯具有构造成接合所述枢轴构件的远侧部段的至少一部分的面向近侧的表面，所述套筒轴承围绕所述枢轴构件的近侧部段的至少一部分设置。
4.在实例2中，根据实例1所述的轴承组件，其中所述套筒轴承设置于所述枢轴构件的所述近侧部段的外侧表面和所述叶轮的内侧表面之间。
5.在实例3中，根据实例1或2所述的轴承组件，其中所述叶轮固定至所述驱动轴并且构造成与所述驱动轴一起绕着所述套筒轴承旋转。
6.在实例4中，根据实例1至3中任一项所述的轴承组件，还包括硅树脂阻尼器，所述硅树脂阻尼器围绕所述枢轴构件的所述近侧部段的另外部分设置。
7.在实例5中，根据实例4所述的轴承组件，其中所述枢轴构件的所述近侧部段包括圆柱形表面，所述圆柱形表面从所述枢轴构件的近侧端部延伸至所述枢轴构件的所述近侧部段的远侧端部，并且其中所述枢轴构件的所述远侧部段包括第一表面和第二表面，所述第一表面面向近侧方向并且取向成至少大致垂直于所述圆柱形表面，所述第二表面至少部分地面向远侧方向并且弯曲成对应于所述远侧轴承杯的曲率。
8.在实例6中，根据实例5所述的轴承组件，其中所述硅树脂阻尼器包括：近侧部段，所述近侧部段具有构造成接合所述枢轴构件的所述圆柱形表面的一部分的圆柱形内表面；和远侧部段，所述远侧部段具有构造成接合所述枢轴构件的所述远侧部段的所述第一表面的面向远侧的内表面。
9.在实例7中，根据实例6所述的轴承组件，其中所述硅树脂阻尼器的所述远侧部段包括面向近侧的外表面，所述面向近侧的外表面构造成接合所述叶轮的远侧边缘。
10.在实例8中，根据实例1至7中任一项所述的轴承组件，其中构造成与所述远侧轴承杯的所述面向近侧的表面接合的所述枢轴构件的所述远侧部段的所述部分，构造成与所述远侧轴承杯的整个所述面向近侧的表面接合。
11.在实例9中，一种血液泵，包括：叶轮、驱动轴、电机和远侧轴承组件；所述驱动轴至少部分地设置于所述叶轮内；所述电机构造成驱动所述叶轮；所述远侧轴承组件设置成相
邻于所述电机并且构造成接收所述叶轮的远侧端部，所述远侧轴承组件包括：枢轴构件、远侧轴承杯和套筒轴承，所述枢轴构件联接至所述驱动轴的远侧端部，所述远侧轴承杯具有构造成接合所述枢轴构件的远侧部段的至少一部分的面向近侧的表面，所述套筒轴承围绕所述枢轴构件的近侧部段的至少一部分设置。
12.在实例10中，根据实例9所述的血液泵，还包括：近侧轴承组件、叶轮轴承表面和转子；所述近侧轴承组件构造成保持所述血液泵的所述叶轮的近侧端部；所述近侧轴承组件包括：具有面向远侧的表面的止推板；所述叶轮轴承表面构造成接合整个所述面向远侧的表面；所述转子固定至所述叶轮的所述近侧端部；其中所述电机构造成磁性地驱动所述转子，所述转子包括具有外表面的圆柱形磁性转子，所述外表面位于距所述驱动轴的中心轴线的第一径向距离处，并且其中所述叶轮轴承表面远离所述中心轴线延伸至第二径向距离处，其中所述第二径向距离大于或等于所述第一径向距离。
13.在实例11中，根据实例9或10所述的血液泵，其中所述套筒轴承设置于所述枢轴构件的所述近侧部段的外侧表面和所述叶轮的内侧表面之间，并且其中所述叶轮固定至所述驱动轴并构造成与所述驱动轴一起绕着所述套筒轴承旋转。
14.在实例12中，根据实例9至11中任一项所述的血液泵，所述远侧轴承组件还包括硅树脂阻尼器，所述硅树脂阻尼器围绕所述枢轴构件的所述近侧部段的另外部分设置。
15.在实例13中，根据实例12所述的血液泵，其中所述枢轴构件的所述近侧部段包括圆柱形表面，所述圆柱形表面从所述枢轴构件的近侧端部延伸至所述枢轴构件的所述近侧部段的远侧端部，并且其中所述枢轴构件的所述远侧部段包括第一表面和第二表面，所述第一表面面向近侧方向并且取向成至少大致垂直于所述圆柱形表面，所述第二表面至少部分地面向远侧方向并且弯曲成对应于所述远侧轴承杯的曲率。
16.在实例14中，根据实例13所述的血液泵，其中所述硅树脂阻尼器包括：近侧部段，所述近侧部段具有构造成接合所述枢轴构件的所述圆柱形表面的一部分的圆柱形内表面；和远侧部段，所述远侧部段具有构造成接合所述枢轴构件的所述远侧部段的所述第一表面的面向远侧的内表面和构造成接合所述叶轮的远侧边缘的面向近侧的外表面。
17.在实例15中，根据实例9至14中任一项所述的血液泵，其中构造成与所述远侧轴承杯的所述面向近侧的表面接合的所述枢轴构件的所述远侧部段的所述部分，构造成与所述远侧轴承杯的整个所述面向近侧的表面接合。
18.在实例16中，一种轴承组件，所述轴承组件构造成保持血液泵的叶轮的远侧端部，所述叶轮具有驱动轴，并且所述轴承组件包括：枢轴构件、远侧轴承杯和套筒轴承，所述枢轴构件联接至所述驱动轴的远侧端部，所述远侧轴承杯具有构造成接合所述枢轴构件的远侧部段的至少一部分的面向近侧的表面，所述套筒轴承围绕所述枢轴构件的近侧部段的至少一部分设置。
19.在实例17中，根据实例16所述的轴承组件，其中所述套筒轴承设置于所述枢轴构件的所述近侧部段的外侧表面和所述叶轮的内侧表面之间。
20.在实例18中，根据实例16所述的轴承组件，其中所述叶轮固定至所述驱动轴并且构造成与所述驱动轴一起绕着所述套筒轴承旋转。
21.在实例19中，根据实例16所述的轴承组件，还包括硅树脂阻尼器，所述硅树脂阻尼器围绕所述枢轴构件的所述近侧部段的另外部分设置。
22.在实例20中，根据实例19所述的轴承组件，其中所述枢轴构件的所述近侧部段包括圆柱形表面，所述圆柱形表面从所述枢轴构件的近侧端部延伸至所述枢轴构件的所述近侧部段的远侧端部，并且其中所述枢轴构件的所述远侧部段包括第一表面和第二表面，所述第一表面面向近侧方向并且取向成至少大致垂直于所述圆柱形表面，所述第二表面至少部分地面向远侧方向并且弯曲成对应于所述远侧轴承杯的曲率。
23.在实例21中，根据实例20所述的轴承组件，其中所述硅树脂阻尼器包括：近侧部段，所述近侧部段具有构造成接合所述枢轴构件的所述圆柱形表面的一部分的圆柱形内表面；和远侧部段，所述远侧部段具有构造成接合所述枢轴构件的所述远侧部段的所述第一表面的面向远侧的内表面。
24.在实例22中，根据实例21所述的轴承组件，其中所述硅树脂阻尼器的所述远侧部段包括面向近侧的外表面，所述面向近侧的外表面构造成接合所述叶轮的远侧边缘。
25.在实例23中，根据实例16所述的轴承组件，其中构造成与所述远侧轴承杯的所述面向近侧的表面接合的所述枢轴构件的所述远侧部段的所述部分，构造成与所述远侧轴承杯的整个所述面向近侧的表面接合。
26.在实例24中，一种血液泵，包括：叶轮、驱动轴、电机和远侧轴承组件；所述驱动轴至少部分地设置于所述叶轮内；所述电机构造成驱动所述叶轮；所述远侧轴承组件设置成相邻于所述电机并且构造成接收所述叶轮的远侧端部，所述远侧轴承组件包括：枢轴构件、远侧轴承杯和套筒轴承，所述枢轴构件联接至所述驱动轴的远侧端部，所述远侧轴承杯具有构造成接合所述枢轴构件的远侧部段的至少一部分的面向近侧的表面，所述套筒轴承围绕所述枢轴构件的近侧部段的至少一部分设置。
27.在实例25中，根据实例24所述的血液泵，还包括：近侧轴承组件、叶轮轴承表面和转子；所述近侧轴承组件构造成保持所述血液泵的所述叶轮的近侧端部；所述近侧轴承组件包括：具有面向远侧的表面的止推板；所述叶轮轴承表面构造成接合整个所述面向远侧的表面；所述转子固定至所述叶轮的所述近侧端部；其中所述电机构造成磁性地驱动所述转子，所述转子包括具有外表面的圆柱形磁性转子，所述外表面位于距所述驱动轴的中心轴线的第一径向距离处，并且其中所述叶轮轴承表面远离所述中心轴线延伸至第二径向距离处，其中所述第二径向距离大于或等于所述第一径向距离。
28.在实例26中，根据实例24所述的血液泵，其中所述套筒轴承设置于所述枢轴构件的所述近侧部段的外侧表面和所述叶轮的内侧表面之间。
29.在实例27中，根据实例24所述的血液泵，其中所述叶轮固定至所述驱动轴并且构造成与所述驱动轴一起绕着所述套筒轴承旋转。
30.在实例28中，根据实例24所述的血液泵，所述远侧轴承组件还包括硅树脂阻尼器，所述硅树脂阻尼器围绕所述枢轴构件的所述近侧部段的另外部分设置。
31.在实例29中，根据实例28所述的血液泵，其中所述枢轴构件的所述近侧部段包括圆柱形表面，所述圆柱形表面从所述枢轴构件的近侧端部延伸至所述枢轴构件的所述近侧部段的远侧端部，并且其中所述枢轴构件的所述远侧部段包括第一表面和第二表面，所述第一表面面向近侧方向并且取向成至少大致垂直于所述圆柱形表面，所述第二表面至少部分地面向远侧方向并且弯曲成对应于所述远侧轴承杯的曲率。
32.在实例30中，根据实例29所述的血液泵，其中所述硅树脂阻尼器包括：近侧部段，
所述近侧部段具有构造成接合所述枢轴构件的所述圆柱形表面的一部分的圆柱形内表面；和远侧部段，所述远侧部段具有构造成接合所述枢轴构件的所述远侧部段的所述第一表面的面向远侧的内表面。
33.在实例31中，根据实例30所述的血液泵，其中所述硅树脂阻尼器的所述远侧部段包括面向近侧的外表面，所述面向近侧的外表面构造成接合所述叶轮的远侧边缘。
34.在实例32中，根据实例24所述的血液泵，其中构造成与所述远侧轴承杯的所述面向近侧的表面接合的所述枢轴构件的所述远侧部段的所述部分，构造成与所述远侧轴承杯的整个所述面向近侧的表面接合。
35.在实例33中，一种血液泵，包括：叶轮；驱动轴，所述驱动轴至少部分地设置于所述叶轮内；转子，所述转子固定至所述叶轮的近侧端部，所述转子包括具有外表面的圆柱形磁性转子，所述外表面位于距所述驱动轴的中心轴线的第一径向距离处；电机，所述电机构造成驱动所述叶轮，其中所述电机包括构造成磁性地驱动所述转子的定子；远侧轴承组件，所述远侧轴承组件设置成相邻于所述电机并且构造成接收所述叶轮的远侧端部，所述远侧轴承组件包括：联接至所述驱动轴的远侧端部的枢轴构件；远侧轴承杯，所述远侧轴承杯具有构造成接合所述枢轴构件的远侧部段的至少一部分的面向近侧的表面；和套筒轴承，所述套筒轴承围绕所述枢轴构件的近侧部段的至少一部分设置；和近侧轴承组件，所述近侧轴承组件构造成保持所述血液泵的所述叶轮的近侧端部，所述近侧轴承组件包括：具有面向远侧的表面的止推板；和叶轮轴承表面，所述叶轮轴承表面构造成接合整个所述面向远侧的表面；其中所述叶轮轴承表面远离所述驱动轴的所述中心轴线延伸至第二径向距离处，其中所述第二径向距离大于或等于所述第一径向距离。
36.在实例34中，根据实例33所述的血液泵，还包括硅树脂阻尼器，所述硅树脂阻尼器围绕所述枢轴构件的所述近侧部段的另外部分设置。
37.在实例35中，根据实例33所述的血液泵，其中构造成与所述远侧轴承杯的所述面向近侧的表面接合的所述枢轴构件的所述远侧部段的所述部分，构造成与所述远侧轴承杯的整个所述面向近侧的表面接合。
38.虽然公开了多个实施例，但是目前所公开主题的其它实施例根据下述具体实施方式对于本领域技术人员将为显而易见的，该具体实施方式示出并描述了所公开主题的例示性实施例。因此，附图和具体实施方式应视为说明性的而非限制性的。
附图说明
39.图1根据本文所公开主题的实施例示出了说明性机械循环支持装置(在本文还互换地称为“血液泵”)的一部分的局部透明侧视图；
40.图2根据本文所公开主题的实施例示出了图1所示的循环支持装置的侧剖视图；
41.图3和图4根据本文所公开主题的实施例示出了图2所示的循环支持装置的侧剖视图的一部分的放大视图。
42.尽管所公开主题可修改为各种修改和替代形式，但是具体实施例已在附图中以实例的方式示出并且在下文详细地描述。然而，目标不是将本文所公开的主题限制于所描述的特定实施例。相反，本公开旨在涵盖属于本文所公开主题的范围内的所有修改、等同物和替代形式，并且如附属权利要求书所限定的。
43.如本文关于数值所用(例如，幅值、测量值的术语，和/或本文相对于有形事物(例如，产品、库存等)的特性(例如，尺寸、测量值、属性、部件等)和/或其范围所用的定性和/或定量观察的其它程度)，“约”和“大致”可互换地用于指代数值、构造、取向和/或其它特性，它们等于所述及数值、构造、取向和/或其它特性(或与之相同)或等于合理地接近于所述及数值、构造、取向和/或其它特性特征(或与之相同)；但可存在合理少量差异，诸如相关领域的普通技术人员将理解并且易于确定归因于测量误差；测量和/或制造设备校准的差异；读取和/或设定测量的人为误差；根据其它测量值(例如，与其它事物相关联的测量值)而优化性能和/或结构参数所做出的调整；特定实施情形；事物、设定和/或测量值通过人员、计算装置和/或机器的不精确调整或操纵；系统公差；控制环路；机器学习；可预见变化(例如，统计学不显著变化、混乱变化、系统和/或模型不稳定性，等等)；偏好，等等。
具体实施方式
44.轴承内和周围的停滞血液区域，特别地由于血液泵的部件之间的间隙，易于形成血栓。本文所公开主题的实施例有利于最小化和/或完全地消除这些间隙和停滞区域，以使血栓形成的可能性最小化。现有轴承设计旨在使零件尺寸和复杂性最小化，并且利用更标准轴承几何形状和尺寸。轴承部件的增加尺寸填补了这些间隙/区域，消除了血液停滞区域，并且促进穿过泵的流线型流动。高温材料在轴承设计中的使用可容许较大几何形状和所增加热量生成。在实施例中，第一远侧轴承套筒保持轴承轴与泵部件对准，并同时由硅树脂所制成的第二远侧轴承套筒用作阻尼器和密封机构两者以防止血液进入轴承腔室。正如本文使用了术语“近侧”和“远侧”，“近侧”指代与插入方向相对的一般方向(即，其中将沿着装置行进以离开受试者身体的方向)；然而，远侧指代一般植入方向(即，其中将沿着装置行进以到达装置的端部的方向，该装置构造成推进至受试者身体中)。
45.根据本文所公开主题的实施例，图1示出了例示性经皮机械循环支持装置100(在本文还互换地称为“血液泵”)的一部分的局部透明视图，其中叶轮组件壳体108示为透明的；图2示出了图1所示的循环支持装置100的侧剖视图；并且图3为图2所示的循环支持装置100的侧剖视图的一部分的放大视图。如图1和图2所示，循环支持装置100包括电机102，电机102设置于电机壳体104内。电机102构造成驱动叶轮组件106以提供通过装置100的血液流动。叶轮组件106设置于叶轮组件壳体108内，叶轮组件壳体108包括限定于其中的多个出口孔110。根据实施例，电机壳体104和叶轮组件壳体108可彼此整合在一起。在其它实施例中，电机壳体104和叶轮组件壳体108可为单独部件，这些单独部件构造成可移除地或永久地联接在一起。
46.控制器(未示出)操作地联接至电机102并且构造成控制电机102。在实施例中，控制器可设置于电机壳体104内；或在其它实施例中，可设置于壳体104外部(例如，设置于导管柄部、独立壳体等中)。在实施例中，控制器可包括多个部件，这些部件的一者或多者可设置于壳体104内。根据实施例，控制器可为，可包括，或可包括于一个或多个现场可编程门阵列(fpga)、一个或多个可编程逻辑装置(pld)、一个或多个复杂pld(cpld)、一个或多个定制专用集成电路(asic)、一个或多个专用处理器(例如，微处理器)、一个或多个中央处理单元(cpu)、软件、硬件、固件，或这些和/或其它部件的任何组合。尽管控制器在本文中以单数形式提及，但控制器可以在多个实例中实现、分布在多个计算设备上、在多个虚拟机内实例化
等。
47.如图2所示，叶轮组件106包括驱动轴112和联接至驱动轴112的叶轮114，其中驱动轴112构造成与叶轮114一起旋转。如所示，驱动轴112至少部分地设置于叶轮114内。在实施例中，驱动轴112可由任何数量的不同刚性材料制成，诸如，例如钢、钛合金、钴铬合金、镍钛诺、高强度陶瓷，等等。叶轮组件106还包括叶轮转子116，叶轮转子116固定至叶轮114的近侧端部118。叶轮转子116可额外地或另选地联接至驱动轴112。叶轮转子116可为任何类型的磁性转子，该磁性转子能够由作为电机102的一部分的定子118来驱动。以这种方式，随着磁场通过电机102中的定子118施加至叶轮转子116，转子116旋转，从而引起叶轮114旋转。
48.如图1和图2所示，叶轮组件106通过在第一近侧端部120处由第一(近侧)轴承组件122保持和在第二远侧端部124处由第二(远侧)轴承组件126保持而维持其取向。根据实施例，近侧轴承组件122和远侧轴承组件126可包括不同类型的轴承。根据实施例，近侧轴承组件122和/或远侧轴承组件126可包括润滑作用，而在其它实施例中，一者和/或另一者可不包括润滑作用。
49.根据实施例，近侧轴承组件122可包括止推板128，止推板128具有远侧面向表面130。止推板128可由矿物质制成，诸如，例如蓝宝石。本文所描述的设计可构造成使得间隙未形成于远侧面向表面130和叶轮组件106的叶轮轴承表面132之间。叶轮组件106的叶轮轴承表面132可为穹顶形状并且弯曲成对应于面向远侧的表面130。叶轮轴承表面132可构造成接合整个面向远侧的表面130。在实施例中，叶轮轴承表面132可联接至驱动轴112的近侧端部134。在实施例中，叶轮轴承表面132可包括磁体盖的近侧表面，该磁体盖构造成至少设置于转子116的近侧表面上。在其它实施例中(例如，在直接驱动实施方式中)，叶轮轴承表面132可包括叶轮114、转子116等的近侧表面。
50.如所示，叶轮轴承表面132构造成使得叶轮组件106的近侧端部118和止推板128之间未存在间隙。即，例如，转子可包括具有外表面136的圆柱形磁性转子，外表面136位于距驱动轴112的中心轴线140的第一径向距离138处，并且叶轮轴承表面132可远离驱动轴112的中心轴线140延伸至第二径向距离142处，其中第二径向距离142大于或等于第一径向距离138。类似地，止推板128可构造成使得弯曲的面向远侧的表面130远离驱动轴112的中心轴线140延伸至第三径向距离144，其中第三径向距离144大于或等于第二径向距离142。
51.如图3所示，远侧轴承组件126包括枢轴构件146、远侧轴承杯150，枢轴构件146联接至驱动轴112的远侧端部148，远侧轴承杯150具有构造成接合枢轴构件146的远侧部段154的至少一部分的面向近侧的表面152。在实施例中，枢轴构件146可为陶瓷，并且远侧轴承杯可由矿物质制成，诸如蓝宝石。套筒轴承156可围绕枢轴构件146的近侧部段158的至少一部分设置。如所示，例如，枢轴构件146的近侧部段158可为圆柱形形状，可在近侧端部160处联接至驱动轴112的远侧端部148，并且在远侧端部162处终止于远侧部段154。枢轴构件146的远侧部段154可为具有第一面向近侧的表面164的穹顶形状，第一面向近侧的表面164相对于中心轴线140径向地延伸并且取向成至少大致垂直于近侧部段158的外侧圆柱形表面166。第二弯曲表面168延伸自第一表面164的外边缘170。第二表面168包括曲率，该曲率构造成对应于远侧轴承杯150的面向近侧的表面152的曲率。
52.如所示，套筒轴承156设置于枢轴构件146的近侧部段158的外侧表面166和叶轮114的内侧表面172之间。叶轮114可固定至驱动轴112并且构造成与驱动轴112一起绕着套
筒轴承156旋转。如图3和图4所示，远侧轴承组件126还包括硅树脂阻尼器174，硅树脂阻尼器174围绕枢轴构件146的近侧部段158的另外部分设置。根据实施例，硅树脂阻尼器174包括具有圆柱形内表面178的近侧部段176，圆柱形内表面178构造成接合枢轴构件146的近侧部段158的外侧表面166的一部分。硅树脂阻尼器174还包括具有面向远侧的内表面182和面向近侧的外表面184的远侧部段180，面向远侧的内表面182构造成接合枢轴构件146的远侧部段154的第一表面164，面向近侧的外表面184构造成接合叶轮114的远侧边缘188。
53.根据实施例，硅树脂阻尼器174为至少部分可压缩的，以允许一些压缩来维持叶轮组件106的适当轴向负载。在实施例中，硅树脂阻尼器174还可构造成用作叶轮114和近侧轴承126之间的密封件。在实施例中，硅树脂阻尼器174构造成利用过盈配合而维持于适当位置，该过盈配合还可有利于确保枢轴构件146与叶轮114一起转动，同时远侧轴承杯150保持为静止的。
54.图1至图4所示的例示性循环支持装置100非旨在提出对于本公开实施例的使用范围和功能性的任何限制。例示性循环支持装置100也不应解释为具有相关于本文所示的任何单个部件或部件组合的任何依赖性或要求。此外，在实施例中，图1至图4所示的各种部件可与本文所示的其它部件的各者(和/或未示出的部件)整合在一起，所有这些部件视为处于本公开的范围内。
55.在不脱离本公开的范围的情况下，对于所讨论示例性实施例可做出各种修改和添加。例如，虽然上文所描述的实施例指代特定特征，但是本公开的范围还包括具有不同特征组合的实施例和未包括所有所描述特征的实施例。因此，本公开的范围旨在涵盖属于权利要求书范围内的所有此类替代形式、修改和变型，以及其所有等同物。