Desenvolvimento e estudo In Vitro de um dispositivo de suporte circulatório temporário / Development and in vitro study of a temporary circulatory support device

Um modelo de bomba centrífuga de sangue, denominado dispositivo de suporte circulatório (DSCT), foi desenvolvido para utilização como ponte para decisão e/ou ponte para recuperação. Durante o seu desenvolvimento, foi utilizado a proporção áurea para cálculos das medidas dos componentes. Baseando-se nas condições de uso, foi desenvolvido um modelo DSCT com cone externo, base externa, sistema de mancal e rotor. Como o uso da espiral áurea, foi possível desenvolver três diferentes modelos de aletas para o rotor, denominadas como aleta reta (rotor 1), aleta curvada (rotor 2) e aleta mais curvada (rotor 3)...

Clinical evaluation of the Spiral Pump® after improvements to the original project in patients submitted to cardiac surgeries with cardiopulmonary bypass / Avaliação clínica da bomba espiral (Spiral Pump®) após aperfeiçoamentos introduzidos ao projeto original em pacientes submetidos a cirurgias cardíacas com circulação extracorpórea

Objective: The objective of this paper is to present the results from Spiral Pump clinical trial after design modifications performed at its previous project. This pump applies axial end centrifugal hydraulic effects for blood pumping during cardiopulmonary bypass for patients under cardiac surgery. Methods: This study was performed in 52 patients (51% males), between 20 to 80 (67±14.4) years old weighing 53 to 102 (71.7±12.6) kg, mostly under myocardial revascularization surgery (34.6%) and valvular surgery (32.8%). Besides the routine evaluation of the data observed in these cases, we monitored pump rotational speed, blood flow, cardiopulmonary bypass duration, urine free hemoglobin for blood cell trauma analysis (+ to 4+), lactate desidrogenase (UI/L), fibrinogen level (mg/dL) and platelet count (nº/mm3). Results: Besides maintaining appropriate blood pressure and metabolic parameters it was also observed that the Free Hemoglobin levels remained normal, with a slight increase after 90 minutes of cardiopulmonary bypass. The Lactate Dehydrogenase showed an increase, with medians varying between 550-770 IU/L, whereas the decrease in Fibrinogen showed medians of 130-100 mg/dl. The number of platelets showed a slight decrease with the medians ranging from 240,000 to 200,000/mm3. No difficulty was observed during perfusion terminations, nor were there any immediate deaths, and all patients except one, were discharged in good condition. CONCLUSION: The Spiral Pump, as blood propeller during cardiopulmonary bypass, demonstrated to be reliable and safe, comprising in a good option as original and national product for this kind of application. .

Objetivos: Apresentar resultados da aplicação da bomba espiral que emprega efeitos hidráulicos centrífugo e axial de bombeamento como elemento propulsor do circuito de circulação extracorpórea em pacientes submetidos a cirurgias cardíacas após modificações introduzidas no design do projeto original. Métodos: O estudo foi realizado em 52 pacientes (51% masculinos), com idade entre 20 a 80 (67±14,4) anos, peso 53 a 102 (71,7±12,6) kg, submetidos na maioria a cirurgia de revascularização miocárdica (34,6%) e Orovalvar (32,8%). Além das avaliações rotineiras, foram registrados rotação, tempo de CEC e para análise do impacto traumático à crase sanguínea, hemoglobina livre na urina (+ a 4+), desidrogenase láctica, fibrinogênio (mg/dL) e contagem de plaquetas (nº/mm3). Resultados: Observou-se a manutenção de parâmetros pressóricos e metabólicos adequados. Quanto aos marcadores de danos à crase sanguínea, as alterações estiveram proporcionais ao tempo maior de circulação extracorpórea. Os níveis de Hemoglobina Livre permaneceram com valores normais, com ligeiro aumento a partir dos 90 minutos de circulação extracorpórea. A Desidrogenase Láctica mostrou aumento, variando as medianas entre 550 a 770 UI/L enquanto o Fibrinogênio mostrou queda das medianas de 130 a 100 mg/dl. O número de plaquetas mostrou ligeira queda das medianas variando entre 240.000 a 200.000/mm3. Não ocorreram dificuldades de saída de perfusão, não se observou óbito imediato e todos os pacientes, exceto 1, obtiveram alta hospitalar. Conclusão: A bomba espiral aplicada como bomba propulsora de sangue durante cirurgia cardíaca se mostrou confiável e segura, não causou impacto traumático ...

Estudo experimental da aplicação do ventrículo artificial eletromecânico pulsátil implantável / Experimental study of pulsatile implantable electromechanical artificial ventricle

OBJETIVO: Apresentar os resultados da aplicação deste dispositivo em animais de experimentação, promovendo auxílio hemodinâmico apenas ao ventrículo esquerdo (VE). MÉTODOS: Entre junho 2002 e outubro 2009, foram implantados em 27 bezerros com idade 2½ a 4 meses e peso 80/100 kg e, por meio de anestesia geral e ventilação controlada e de toracotomia lateral esquerda, era introduzida cânula no ápice do VE e anastomose término/lateral de tubo vascular de politetrafluoretileno (PTFE) com a porção descendente da aorta torácica, ambos interligados ao dispositivo implantado no subcutâneo abaixo do diafragma (24) e intratorácico (três). Em cinco bezerros, o dispositivo foi aplicado com auxílio de circulação extracorpórea (CEC) e, em 22, sem CEC. RESULTADOS: Ocorreram dois óbitos durante o implante e três por causas diversas nas primeiras horas de pós-operatório (PO), sendo um relacionado ao dispositivo. A sobrevivência entre o 1º e 6º dia de PO ocorreu em 17 animais e entre o 8º e 31º dia de PO em cinco, com causas determinantes diversas, não só por problemas clínico/cirúrgicos, mas também relacionados ao dispositivo. O impacto hemodinâmico avaliado pela análise da pressão sistêmica mostrou incremento que variou de 20 a 40 mmHg e os dados laboratoriais analisados demonstraram baixos impactos traumáticos à crase sanguínea e boa biocompatibilidade. CONCLUSÃO: Trata-se de pesquisa árdua e complexa onde a cada experimento são identificados problemas não só de implantabilidade, mas também relacionados ao dispositivo, que vão sendo sistematicamente corrigidos, tornando-o cada vez mais seguro e eficaz.

OBJECTIVE: The objective is to present the results of the application this device in experimental animals unloading only the left ventricle. METHODS: Between June 2002 and October 2009, were implanted in 27 calfs with age between 2½ to 4 months and 80 to 100 kg of weight, with general anaesthesia and controled ventilation, by mean of left thoracotomy a cannula in the apex of VE and a lateral anastomose of a GTFE vascular graft tube in the descending portion of the thoracic aorta, both connected to the device implanted below the diaphragm in the subcutaneous (24) and intrathoracic (three). The cardiopulmonary bypass (BP) was used in five calves, and directly introduce the outflow cannula in 22. RESULTS: During the implant two and in the first hours of the post operative period (PO) three deaths were observed, one related to the device. The survival between the first and the six PO day was found in 17 calves and between day 8 and day 31 (PO) in five all caused by clinical/surgical problems, and related to the device. The hemodynamic impact by the systemic pressure analysis showed 20 to 40 mmHg increase and the laboratory parameters showed lower levels of traumatic impact to the blood and a good biocompatibility. CONCLUSIONS: This kind of research is arduous and complex where at each experiment many problems are indentified in the implantability and in the device, which are sistematic correct, to became device/procedure safe and effective.

Coração artificial auxiliar / Heart artificial auxiliary

A geração de tecnologia própria, sempre presente na cardiologia brasileira, proporcionou a formação de profissionais capacitados, criando grupo de pesquisas e empresas de produção de equipamentos. Com base em dados do Minsitério da Saúde, as doenças cardiovasculares representavam aproximadamente 11,8% do total de óbitos das capitais em 1930 em nosso país; em 1996 este percentual cresceu drasticamente chegando a 27,2%; já em 2004 esse índice chegou à 31,8%, o que corresponde à causa de maior mortalidade no Brasil. Em função desse quadro, pesquisas que visam o desenvolvimento de dispositivos para suporte à vida destes pacientes são de grande importância (Ministério da Saúde, 2007).O Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia (IDPC) e a Fundação Adib Jatene vêm desenvolvendo um modelo de Coração artificial auxiliar (CAA), configurado como dispositivo de assistência ventricular (DAV), com princípio de funcionamento eletromecânico. O DAV é configurado para assistência ventricular esquerda, pois a grande maioria das insuficiências cardíacas ocorrem no ventrículo esquerdo. O dispositivo...

Bomba sangüínea espiral: concepção, desenvolvimento e aplicação clínica de projeto original / Spiral blood pump: conception, development and clinical application of the original project

INTRODUÇÃO: O trabalho aborda projeto original relativo à concepção, ao desenvolvimento e à aplicação clínica de bomba sangüínea que associa forças centrífuga e axial de propulsão hidráulica, baseada no princípio de Arquimedes, denominada Bomba Espiral (BE), tendo recebido Patente Nacional e Relatório Preliminar Internacional categorizando-a como invento. MÉTODO: Visa avaliar sua capacidade hidrodinâmica e seu impacto aos elementos figurados do sangue por meio de testes "in vitro", como Eficiência Hidrodinâmica, Hemólise Normalizada e Visibilização de Escoamento, e, nos testes "in vivo" experimentais, feitos em carneiros submetidos a Circulação Extracorpórea (CEC), e clínico, em 43 pacientes submetidos a operações cardíacas com CEC, nas quais o elemento propulsor foi a BE. RESULTADOS: Na dependência da distância entre o rotor e a carcaça (fenda) da bomba pôde-se observar que com 1,5 mm gerou escoamento ao redor de 9 L/min, pressão acima de 400mmHg com 1500 rotações por minuto (rpm), índices de Hemólise Normalizada não superiores a 0,0375 g/100l em condições de alto fluxo e pressão, e pelo estudo de Visibilização do Escoamento no interior da bomba não se detectou áreas de estagnação ou turbulência na entrada, saída e junto à extremidade dos fusos. Nas pesquisas "in vivo" experimentais em ovinos em CEC por 6 horas a BE foi capaz de manter parâmetros pressóricos adequados e Hemoglobina Livre entre 16,36 mg por cento e 44,90 mg por cento. Durante sua aplicação em cirurgias cardíacas com CEC, num grupo de 43 pacientes, pôde-se constatar variações pré e pós-CEC, na Hemoglobina Livre de 9,34 a 44,16 mg por cento, no Fibrinogênio, de 236,65 a 547,26 mg por cento, na contagem do número de Plaquetas de 152,465 a 98,139, Desidrogenase Láctica, de 238,12 a 547,26 mg por cento, com tempo de coagulação ativada ao redor de 800 seg. quando em CEC. CONCLUSÕES: A BE mostrou resolutividade por gerar escoamento e pressão adequados, sem causar danos excessivos...

INTRODUCTION: This paper addresses an original project that encompasses the conception, development and clinical application of a helical bypass pump called the Spiral Pump, that uses the association of centrifugal and axial propulsion forces based de the Archimedes principle. This project has obtained a Brazilian Patent and an International Preliminary Report, defining it as an invention. METHODS: The aim of this work was to evaluate the hemodynamic capacity and the impact of its application on blood cells by means of experimental in vitro tests, including hydrodynamic efficiency, effect on hemolysis and flow visualization. Moreover, in vivo experimental tests were carried out on lambs that were submitted to cardiopulmonary bypass for six hours and in 43 patients submitted to heart bypass surgery using the Spiral Pump. RESULTS: When the rotor-plastic casing gap was 1.5mm, the flow generated was nearly 9 L/min, the pressure was greater than 400 mmHg at 1500 rpm, and the normalized hemolytic indexes were not greater than 0.0375 g/100L in high-flow and pressure conditions. Additionally, by the flow visualization techniques, stagnation was not seen inside the pump nor was turbulence identified at the entrance or exit of the pump, or at the ends of the spindles. In the in vivo tests using cardiopulmonary bypasses for 6 hours in lambs, the pump maintained adequate pressure rates and the free hemoglobin levels ranged between 16.36 mg percent and 44.90 mg percent. Evaluating the results of the 43 patients who used this pump in heart bypass operations we observed that the free hemoglobin ranged from 9.34 mg percent before to 44.16 mg percent after surgery, the serum fibrinogen was from 236.65 mg percent to 547.26mg percent, platelet blood count from 152,465 to 98,139 and the lactic dehydrogenase from 238.12mg percent to 547.26mg percent. The Activated Coagulation Time was close to 800 seconds during the bypass. CONCLUSION: The Spiral Pump was...