航天长峰研究院
李主任
“临床前动物实验留给我们的时间不多了,眼下还有两大难关等着我们尽快攻破,ECMO系统的运行整体效能还能不能再提升一步,就在此一举了……”
——深夜,刚刚结束实验室轮班值守,正返回办公室的ECMO系统(也称“人工心肺”)重大专项任务科研骨干小林,远远就听见了师傅李主任的这一席话。
二院爱岗敬业道德模范
航天长峰劳动模范
航天长峰“建企30周年”先进个人
“师傅对于能自主研制出国产高性能“人工心肺”倾注了全部心血,可谓用心良苦。”
一副眼镜,利整的短寸、不多的话语,低调、朴实、真诚是李主任给大家的第一印象。作为从事高端医疗装备自主创新研发任务的技术核心骨干,他带领团队不断推进国家科技部唯一立项重点研发计划ECMO系统研发重大专项任务,勇闯技术“无人区”,攻克多项“卡脖子”技术难题,推动实现国产ECMO自主创新。
近年来,ECMO作为危重症救治的高端体外生命支持系统,在重症患者救治中发挥着关键作用,加快实现ECMO系统全链条自主创新迫在眉睫。
2024年4月,航天长峰ECMO专用热交换水箱成功获评医疗器械注册证,这也是项目实施以来,首个获批医疗器械注册证的ECMO系统关键件,但团队自主创新的求索脚步并未因此停歇,眼下正在攻克新的难题。
“血液流量传感器就好比水龙头,判断水管是否正常,如果水流过快或者过慢,可能意味着水管出现了问题,同样,血液流量传感器可以监测、控制血液流动,帮助医护人员更好了解血液流动得是否正常,这就要求它必须精确测量血液流量。”李主任介绍,为此,他与团队从常见的光学、超声非接触测量方法入手,分别制定不同测试方案,立即着手展开实验。
超声在液体中传播速度快、衰减小,是一种比较好的手段。几轮测试后,李主任与团队最终敲定采用超声非接触测量方法,“敲定测量方法并不难,难的是超声晶片选型、位置布局研究、电路设计调试、数据采集等等,这些细节环环相扣,需要逐一攻破。”李主任说,为了解决这些难题,他与团队采用了多个超声晶片交叉发射方法,“可以把多个超声晶片交叉发射方法比作蝙蝠发出超声波,声波遇到昆虫或者树枝便会回弹,蝙蝠通过这些回弹的声波便能够知道周围有什么,利用这个原理,我们就能够轻松掌握数据。”
这一突破性进展,给大家打下了一针“定心剂”。
从精密超声晶片选择到最终产品数据拟合标定,再到实际实验测试,每一步都凝聚了团队的心血与智慧,特别是在传感器的数据处理上。
“血泵轴承在高速旋转时,由于摩擦会产生温升,温升越大对血液损伤就越大,考虑到这一点,我们在最初设计时便选用了超低摩擦系数和超光滑材料。但实际操作下来,我们发现加工方法、加工精度、表面处理等方面还有不少提升的空间。”血液流量传感器成功突破后,李主任计划将完成血泵转子轴承改进时间缩短至3个月。
“血液轴承就像车辆轮毂,由它来带动轮胎快速平滑行驶,血液轴承平滑安静地转动,就能让ECMO更好地帮助血液在患者身体中流动。”李主任介绍,血泵转子轴承设计上能够完全达到要求,主要是在加工上无法达到设计要求,团队从传统注塑生产、现代热压成型到高速机床机加工,再到刀具的选择,尝试了多种“搭配组合”。
ECMO系统所使用的零件对产品公差有着绝对严格的要求,传统注塑加工工艺无法确保公差,热压成型技术则存在脱模困难等问题,最佳的加工方式便是机加工,搭配上合适、精密的刀具,能够有效保障部件精度,但在刀具的选择上,团队却犯了难。
“刀具和加工工艺有太多种选择,如何在短时间内确定最佳搭配,只能通过不断尝试摸索出来。”
在李主任的指导下,团队成员结合不同类型刀具特性,有针对性地制定了工艺路线,将不同工艺生产出的众多零件进行对比,最终找到了最佳加工工艺。加工出来的部件,面型精度和光洁度等方面完全满足设计要求,血泵转子轴承空载自由运转时间从2分钟提升至3分钟,超越了进口产品。
“这一改进不仅提高了血液轴承这一‘生命之轮’的可靠性和使用寿命,还有效降低了血液损伤。”李主任欣慰地说道。
无数个日日夜夜的努力,换来了团队在高端医疗装备自主创新攻关征途上的坚实一步。ECMO临床前动物实验如约启动,李主任与团队设计研发的血液流量传感器和血泵转子轴承在动物实验中有效保障了ECMO系统稳定运行,取得了良好效果,为未来临床应用奠定了坚实基础。
回顾ECMO系统核心关键部件的研发历程,团队收获的不仅仅是技术上的进步,更是对生命救治探索的又一次成功。“ECMO承载着团队日复一日攻坚克难的心血,饱含着长峰人守护人民生命健康的初心。”
用心造“心”,李主任的前行脚步不会停歇。
文字 | 张 章 小 黄
编辑 | 小 严
审核 | 张 章
❖ 欢 迎 分 享 点 赞 ❖