Avaliação do desempenho hemodinâmico do dispositivo de assistência ventricular InCor como substituto do coração esquerdo / Analysis of the hemodynamic performance of the InCor ventricular assist device as a substitute for the left heart

FUNDAMENTO: A assistência circulatória mecânica é uma opção terapêutica em casos de choque cardiogênio refratário ao tratamento farmacológico, sendo freqüentemente utilizada como ponte para o transplante cardíaco. OBJETIVO: Avaliar o desempenho do Dispositivo de Assistência Ventricular (DAV) desenvolvido pela Bioengenharia do Instituto do Coração, quando implantado com substituto do coração esquerdo. CASUÍSTICA E MÉTODOS: Foram estudados 10 bezerros da raça Girolando com peso médio de 73 kg. O implante DAV-InCor foi realizado com a cânula de drenagem posicionada no átrio esquerdo (AE) ou na ponta do ventrículo esquerdo (VE) e a cânula de reposição implantada na aorta torácica descendente. As pressões do coração direito e esquerdo, débito cardíaco e o fluxo do DAV foram determinados antes e após a indução farmacológica de insuficiência miocárdica, na vigência de diferentes níveis de vácuo do sistema de drenagem. RESULTADOS: Com a drenagem no AE, os valores do fluxo do DAV foram de 2,2 / 0,5 l/min na condição sem vácuo, 3,7 / 0,4 l/min com vácuo de 10 mmHg, de 4,3 / 0,4 com vácuo de 20 mmHg e de 4,8 / 0,6 com vácuo de 30 mmHg. Os valores da pressão de AE foram de 11,7 / 6; 9,8 / 5,3, 8,5 / 4,4 e 5,6 / 3,3 mmHg nas mesmas condições, respectivamente. Com a cânula ventricular, o fluxo DAV foi de 4,2 / 0,6 na condição sem vácuo e de 4,4 / 0,7 com vácuo de 10 mmHg, sendo observados valores de pressão de AE de 11,1 / 2 e 10,3 / 3,5 mmHg nas duas condições. Esses resultados foram observados em condições hemodinâmicas semelhantes, sendo o fluxo do DAV responsável por um porcentual maior do débito cardíaco total conforme o nível de vácuo. Esse porcentual foi de 86 / 13 por cento com a cânula atrial e vácuo de 30 mmHg e de 97 / 3 por cento com a drenagem ventricular e vácuo de 10 mmHg. CONCLUSÕES: O DAV-InCor mostrou-se eficiente como substituto do ventrículo esquerdo. O desempenho deste dispositivo foi melhor quanto maior o nível de vácuo no sistema de drenagem e com a utilização de cânula ventricular

Utilizaçäo de um sistema dedicado para a avaliaçäo "in vitro" de próteses valvares cardíacas / Utilizations of a system of evaluation \"in vitro\" of cardiac valve prosthesis

Apresentamos um sistema dedicado desenvolvido para avaliação "in vitro" de prótese valvares cardíacas. Este tipo de sistema é importante no desenvolvimento de novas próteses valvares além de ser utilizado para uma avaliação, de maneira comparativa, do desempenho e durabilidade que o sistema é apropriado para a valiação do desempenho de próteses de diferentes formas e materiais

Abstract - We present a dedicated system, developed for "in vitro" evaluation of cardiac valve prostheses. The system is used for testing new valvar prostheses and can be used for comparative evaluation of performance and durability of commercial valvar prostheses. The results obtained demonstrate that it allows performance testing of prostheses of different shapes and materiais

Sistema para avaliaçäo "in vitro" da hemólise em bomba centrífuga / System for evaluation \"in vitro\" of hemolysis in centrifugal pump

Este trabalho apresenta um sistema para avaliação in vitro da hemólise produzida por uma bomba de fluxo contínuo do tipo centrifuga utilizada para assistência circulatória temporária. O sistema desenvolvido é composto por reservatório, trocador de calor, console para acoplamento e motor para acionamento da bomba, fluxômetro eletromagnético e transdutor de pressão. Para a validação do sistema utilizou-se bomba comercial (Biopump©) rotineiramente utilizada em assistência. Os experimentos foram realizados com sangue bovino fresco heparinizado (volume: 1000 ml, 37 Graus Celssius). A variação de hemoglobina livre plasmática foi medida ao longo de 4 horas, mantendo-se vazão 3,5 1/min contra uma pressão de 120 mmHg (R=1902).

Abstract - This paper presents a system developed for in vitro evaluation of hemolysis caused by a centrifugai type pump utilized for cardiac assistance. lt consists of a blood reservoir, a heat exchanger. pump actuator, electromagnetic flowmeter and pressure transducer. Experimental evaluation was performed utilizing a commercial centrifugal pump (Biopump®) running with fresh bovine blood (volume: 1000 ml, 37 ºC). Plasma free hemoglobin was measured during 4 Hs, at 3,5 l/min flow and 120 mmHg pressure gradient (~H=l 902)

Desenvolvimento de uma protese de ventrículo artificial implantável / Development of a prosthesis of implanted artificial ventricle

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma prótese de ventrículo artificial implantável (VAI), para utilização em pacientes com insuficiência cardíaca profunda que necessitam de assistência circulatória mecânica, como ponte para transplante de coração. Foi utilizado um programa CAD (Microstation) para o projeto mecânico do VAI. O dispositivo apresenta uma membrana livre fixada entre duas crianças de titânio, seu acionamento é do tipo pneumático. O dispositivo foi projetado para ser implantado na cavidade abdominal e conectado ao coração nativo via ápice do ventrículo esquerdo e aorta, por meio de cânulas confeccionados em silicone, acopladas a válvulas biológicas de pericárdio bovino.

Abstract - This paper describes the design of an implantable artificial ventricular assist device to support the heart as a bridge to heart transplantation, in patients with profound cardiac failure. The artificial ventricle presented has a free floating membrane, dividing two titanium carcass. The driving unit is pneumatic. Two silicone cannulae are used to conect the device to the patient's heart ( left ventricle apex and aorta). Each cannula is eqquiped with one bovine pericardium valve. A computer program (Microstation) was utilized to provide volumetric calculus, bidimensional and tridimensional visualization to optimize the design

Projeto, construção e testes de um dispositivo de assistência ventricular pulsátil / Design, manufacturing and testing of a pulsatile ventricular assist device

PURPOSE--To describe the design of a ventricular assist device (VAD), its manufacturing and testing. METHODS--The VAD is pulsatile, with a free floating membrane, smooth internal surfaces, and pericardium valves. It comprises also a pneumatic driving unit capable of operating in the ®full to empty®, EKG synchronized or asynchronous modes. The system was tested ®in vitro® to assess its mechanical durability, hydrodynamic performance and hemolysis. ®In vivo® tests were performed in 22 sheep and 8 calves aiming at optimizing cannulas and implant techniques. In these experiments, hemolysis and the device's capacity of restoring to normal hemodynamic parameters during induced cardiac failure were evaluated. RESULTS--The device was worked 4,000 hours without failure in a mock circulatory loop. Hydrodynamic performance was satisfactory for adult circulatory support. In ®full to empty® mode it displayed a frequency mediated ®Starling like® performance. Optimum output was achieved with a systole duration of 40//of the cycle. ®In vitro® hemolysis index was 6.7 +/- 2.1. Hemolysis in animal experiments was clinically non significant. In calves under induced cardiac failure the VAD was able to normalize hemodynamic parameters within 120 minutes. CONCLUSION--This VAD is capable to circulatory assist for cardiogenic shock in conditions needed for an adult patient and the average time span anticipated for bridge to transplantation or post cardiotomy cardiogenic shock

Perfil hemodinâmico e neuro-hormonal durante assistência circulatória com ventrículo artificial heterotópico seguida de transplante cardíaco / Neurohormonal and Hemodynamic data During Heterotopic Ventricular Assist Device System Support as a Bridge to Heart Transplantation

We describe the hemodynamic and neurohormonal data during ventricular assistance device system support as a bridge to heart transplantation of one patient, 30 years old, with heart failure due to Chagas' heart disease in functional class IV. We determined the pressures in mmHg of right atrium (RA), pulmonary artery pressure (PAP), pulmonary wedge pressure (WEDGE), arterial blood pressure (AP), and the cardiac output (CO) in l/min. In addition, the blood levels of norepinephrine (Ne), renin (Re), epinephrine (Ep), lactate and the mixed venous oxygen pressure (pVO2) were determined. The CO increased from 2.14 to 3.9-4.2 l/min, the AD decreased from 26mmHg to 8mmHg, the MPAP reduced from 38mmHg to 14-24mmHg, the WEDGE reduced from 25 to 4mmHg and the AP become normal. The Ne reduced from 1927pg/ml to 983pg/ml, the lactate reduced from 99mg/dl to 22mg/dl and the pVO2 increased from 28mmHg to 43mmHg. The EP remained between 81pg/ml and 129pg/ml, the renin activity remained between 113ng/ml/hr and 136ng/ml/hr. Thus, during the ventricular assistance device system support there was a improvement in hemodynamic and neurohormonal conditions. The patient underwent successful heart transplantation