Obliczenia numeryczne przepływu przez sztuczną zastawkę serca z warstwą NCD

• Autorzy: Jóźwik K. , Witkowski D.

Warianty tytułu

EN

Numerical investigations of a flow through an artificial hart valve with an NCD coating

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Największe znaczenie dla wszystkich rodzajów implantów ma biokompatybilność. Wcześniejsze badania w dziedzinie protez dowiodły, że biokompatybilność może być poprawiona poprzez pokrycie implantów warstwą NCD (nanokrystalicznym diamentem). Sztuczna mechaniczna zastawka serca zaprojektowana przez prof. J. Molla i pokryta warstwą NCD jest pierwszą tego typu warstwą zarówno w Polsce jak i na świecie. Artykuł ten przedstawia symulacje przepływu przez sztuczną zastawkę serca za pomocą programu CFX TASCFlow. Zakres badań obejmował zmiany profilu dysku, przy stałej jego grubości oraz średnicy. Praca ta przedstawia wyniki obliczeń niestacjonarnych w położeniu maksymalnego otwarcia dysku (maksymalny kąt otwarcia wynosi 75 stopni). Obliczenia były prowadzone dla przepływu ciągłego dla dwóch prędkości: 0,5 oraz 1,6 m/s, ciśnienie całkowite na wlocie wynosiło 116 kPa.

EN

The biocompatibility is of the most significant for all kinds of implants. Earlier investigations in the field of prostheses have proven that their biocompatibility can be improved by coating them with an NCD (nanocrystalline diamond) layer. The mechanical artificial heart valve designed by Prof. J. Moll and coated with an NCD layer is the first innovative design of this type both in Poland and in the world. This paper concerns the simulation with the CFX TASCflow code of a flow through the artificial heart valve. The research range has involve changes in the mechanical heart valve disc profile, at its constant thickness and diameter. In this work results of non-stationary data in the complete opening position (disc deflection angle was 75 degree) are presented. The investigations were carried out for a continuous flow with two flow velocities: 0.5 m/s and 1.6 m/s. Total pressure in front of the examined prosthesis was equal to 116 kPa.

Słowa kluczowe

PL

sztuczna zastawka serca; biokompatybilność; przepływ krwi; zakrzepy

EN

artificial heart valve; biocompatibility; blood flow; clots

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
• Czasopismo: Inżynieria Biomateriałów
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 7, nr 35-36
• Strony: 71--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jóźwik K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Maszyn Przepływowych, Zespół Aparatury Medycznej, ul. Wólczańska 219/223, 93-005 Łódź, Polska

autor

Witkowski D.

• Politechnika Łódzka, Instytut Maszyn Przepływowych, Zespół Aparatury Medycznej, ul. Wólczańska 219/223, 93-005 Łódź, Polska

Bibliografia

• [1] Elsner W. J., Turbulencja przepływu, PWN, Warszawa, 1987.
• [2] Jóźwik K., Niedzielski P., "Warstwa nanokrystalicznego diamentu dla zastawki serca". Materialove Inzenyrstvi se zamerenim na NOVE MATRIALY A TECHNOLOGIE, Liberec, 2000, s. 90-97.
• [3] Jóźwik K., "Bakteryjne zapalenie wsierdzia a zastawki serca", Nowa Klinika, Vol. 7, No 10, 2000, s. 1052-1056.
• [4] Jóźwik K., Medical Overview - Invited Lecture, CD-ROM Proceedings of the International Technical Conference on Diamond, Cubic Boron Nitride and their Applications, INTERTECH'2000, Vancouver- Canada, 17-21 July, 2000.
• [5] Jóźwik K., Niedzielski P., "Evaluation of Biocompatibility of the Mechanical Disc Heart Valve with an NCD Coating", Proceedings of the 2nd Annual Symposium of the Tissue and Cell Engineering Society, Nottingham, 18-19 September, 2000, S17.
• [6] Jóźwik K., Moll J.J., "Modyfikacja powierzchni implantów metalowych dla kardiochirurgii". Materiały X Jubileuszowej Konferencji Naukowej "Biomateriały w Medycynie i Weterynarii" Streszczenia, Dział - Sesja Plenarna, s. 5, Rytro, Październik 2000.
• [7] Jóźwik K., Nawrat Z., Eksperymentalne badania przepływu przez dyskową zastawkę serca z warstwą NCD, Cieplne Maszyny Przepływowe, 2000, nr 117, s.317-322. Materiały XIV Krajowej Konferencji Mechaniki Płynów. Łódź, 2000.
• [8] Nawrat Z., Jóźwik K., Małota Z., Moll J., "In Vitro Evaluation of the Mechanical Disc Heart Valve with an NCD Coating", Proceedings of the 2nd Annual Symposium of the Tissue and Cell Engineering Society, Nottingham, 18-19 September, 2000, P35.
• [9] Recum von A.F., (edytor), Handbook of Biomaterial Evaluation: Scientific, Technical and Clinical Testing of Implant Materials, Macmillan Publishing, New York, 1986.
• [10] Moll J.: patent USA 4.661.106, 1987.
• [11] Moll J.: patent USA 4.725.275, 1987.
• [12] Witkowski D., Raport z projektu badawczego KBN Nr 7 T11E 042 20., "Wpływ zmiany geometrii dysku mechanicznej zastawki serca na właściwości hemodynamiczne przepływu", Łódź, 2002.