Mikročerpadlo pro účely medikamentózní terapie

Abstract

Práce vznikla na základě požadavku vytvoření mikročerpadla pro umělé srdce s použitím vhodného typu elektrického pohonu. Jedná se o interdisciplinární spolupráci FSI Brno, Ústavu Fluidního inženýrství Viktora Kaplana, FEKT Brno, Ústavu Výkonové elektroniky a v neposlední řadě lékařů z kardiologického centra nemocnice U svaté Anny v Brně. FSI Brno dodala mechanické řešení mikročerpadla, FEKT Brno řešilo pohonnou část a kardiologické centrum dodávalo znalosti lidské anatomie. Práce se zabývá návrhem, vytvořením a otestováním různých typů mikročerpadel pro medikamentózní účely. Jsou navrženy různé způsoby řešení pohonu mikročerpadla, jeho konstrukce a způsob fungování. Práce má především experimentální charakter a je zde do značné míry podpořen kreativní přístup při vytváření různých návrhů řešení. Bylo vytvořeno několik návrhů mikročerpadel s různými typy pohonů (stejnosměrný motor, hybridní krokový motor, piezomotory). Nakonec byl z technických a ekonomických důvodů vybrán nejvhodnější typ pohonu a byl vytvořen funkční prototyp dvojčinného čerpadla a byly otestovány jeho vlastnosti.

This doctoral thesis originated as a requirement of micropump for artificial heart with using a suitable type of electric drive. It is an interdisciplinary cooperation of FSI Brno, Department of Fluid Engineering of Viktor Kaplan, FEKT Brno, Department of Power Electronics and finally the doctors from Cardiology Medical Center in St. Ann’s Hospital. FSI Brno made mechanical solutions of micropump, FEKT Brno solved electric drive and Cardiologic Medical Center gave the knowledge of human anatomy. Work deals with design, creation and testing of various types micropumps for medicamentous using. In this thesis was suggested various solutions of electric drive for micropump, its structure and function. Work is primarily experimental in nature and is heavily supported by a creative approach in creating a variety of proposed solutions. Several proposals of micropump have been made with different types of electric drives (DC motors, hybrid stepper motor, piezomotors). Finally, from the technical and economical point of view was chosen the most suitable type of electric drive and it was created a functional prototype of the double-action pump and its properties were tested.