Automatização de uma Bancada de Atrito e desgaste para seleção de materiais de uma Bomba de Sangue Centrífuga Implantável

Abstract

Uma Bancada de Ensaios de Atrito e Desgaste (BEAD) foi projetada e construída no Laboratório de Bioengenharia e Biomateriais do Instituto Federal de São Paulo (IFSP) para realizar a seleção de materiais utilizados em uma Bomba de Sangue Centrífuga Implantável (BSCI). A BSCI é um dispositivo que realiza a assistência ventricular de longa duração em pacientes com estágio avançado de insuficiência cardíaca, mantendo a circulação sanguínea e dando suporte à vida. A BSCI pode ser classificada como um Dispositivo de Assistência Ventricular (DAV) de terceira geração com mancais de apoio cerâmico-poliméricos para o eixo do rotor. Os testes são realizados na BEAD para avaliar o desgaste no mancal e eixo do rotor submetidos a fricção. A BSCI é composta por um motor de corrente contínua sem escova, o qual está acoplado magneticamente ao rotor da bomba. O rotor da bomba é suportado pelo eixo do rotor e os mancais cerâmicos. Durante os ensaios, a BEAD proporcionou o ajuste constante da força de contato entre os mancais e o eixo do rotor e uma lubrificação constante por meio de um fluido de viscosidade similar ao sangue, composto de água e glicerina, simulando a passagem do sangue dentro da BSCI. Na BEAD, uma célula de carga envia um sinal analógico para um circuito eletrônico, este sinal é apresentado na grandeza de força em um display de cristal líquido. O ajuste da velocidade é realizado por meio de um conversor eletrônico e um inversor de frequência. Os resultados dos ensaios com os pares tribológicos serviram para a seleção de materiais dos mancais visando maior durabilidade mecânica da BSCI. Foram confeccionados diversos tipos de mancais e eixos do rotor com dimensões pré-definidas. A metodologia utilizada para validação da BEAD foi a de calibração por comparação de pesos padrão com uma balança de precisão. Neste trabalho, não foi avaliada a vibração nos mancais. Entretanto, a BEAD tornou possível realizar o ensaio de atrito sob condições controladas e avaliar o desgaste de um determinado material a ser utilizado na BSCI. Em ensaios futuros, serão realizados ensaios conjugados de vibração e desgaste para uma avaliação mais precisa do atrito no interior da bomba.