Performance Evaluation of Geometrically Different Pediatric Arterial Cannulae in a Pediatric Cardiopulmonary Bypass Model

ABSTRACT Objective: To define a reference chart comparing pressure drop vs. flow generated by a set of arterial cannulae currently utilized in cardiopulmonary bypass conditions in pediatric surgery. Methods: Cannulae from two manufacturers were selected considering their design and outer and inner diameters. Cannula performance was evaluated in terms of pressure drop vs. flow during simulated cardiopulmonary bypass conditions. The experimental circuits consisted of a Jostra HL-20 roller pump, a Quadrox-i pediatric oxygenator (Maquet Cardiopulmonary AG, Rastatt, Germany), and a custom pediatric tubing set. The circuit was primed with lactated Ringer's solution only (first condition) and with human packed red blood cells added (second condition) to achieve a hematocrit of 30%. Cannula sizes 8 to 16 Fr were inserted into the cardiopulmonary bypass circuit with a "Y" connector. The flow was adjusted in 100 ml/min increments within typical flow ranges for each cannula. Pre-cannula and post-cannula pressures were measured to calculate the pressure drop. Results: Utilizing a pressure drop limit of 100 mmHg, our results suggest a recommended flow limit of 500, 900, 1400, 2600, and 3100 mL/min for Braile arterial cannulae sizes 8, 10, 12, 14, and 16 Fr, respectively. For Medtronic DLP arterial cannulae sizes 8, 10, 12, 14, and 16 Fr, the recommended flow limit is 600, 1100, 1700, 2700, and 3300 mL/min, respectively. Conclusion: This study reinforces discrepancies in pressure drop between cannulae of the same diameter supplied by different manufacturers and the importance of independent translational research to evaluate components' performance.

Um circuito simples com bomba única para circulação extracorpórea com oxigenação autógena / A simple circuit with only centrifugal pump for extracorporeal circulation with autogenous oxygenation

Material e Métodos: Foi testado em 30 cães um circuito capaz de promover circulação extracorpórea (CEC) com oxigenação autógena (OA) do sangue, usando apenas uma bomba centrífuga. Esta montagem dispensou bombeamento para o lado direito: o gradiente de pressão bastante para vencer a resistência arterial pulmonar foi vencido aumentando-se a pressão nas artérias pulmonares pela expansão da volemia e diminuindo-se a pressão do átrio esquerdo pela drenagem dessa câmara mediante um sifão. O coração foi mantido em ritmo de fibrilação ventricular durante o período de perfusão e ao seu término, o ritmo próprio foi recuperado mediante cardioversão elétrica.Resultados: Este circuito permitiu a manutenção de parâmetros hemodinâmicos e gases sangüíneos adequados durante a perfusão. O campo operatório e a mobilidade do coração foram similares aos proporcionados pela CEC convencional. Conclusão: Concluímos que o uso de bomba centrífuga única simplifica a OA, podendo tornar-se uma escolha prática nos procedimentos de revascularização do miocárdio(AU)#S#as#BR

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

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)

Bases experimentais da utilizaçäo da cardiomioplastia no tratamento da insuficiência miocárdica / Experimental bases of the use of cardiomyoplasty in tho treatment of myocardial insufficiency

A cardiomioplastia é uma técnica que utiliza exertos musculares esqueléticos, estimulados sincronamente ao coraçäo, para substituir, ou envolver o miocárdio. O objetivo deste trabalho foi analisar as características contráteis e a resistência a fadiga do músculo grande dorsal normal e estimulado cronicamente, bem como avaliar a eficiência da cardiomioplastia como método de suporte circulatório. Treze cäes foram estudados, após condicionamento elétrico do músculo grande dorsal esquerdo, por período de 6 semanas. Sete deles foram submetidos a medida isométrica da força exercida pelos músculos condicionados e pelos controles contralaterais e a estudo morfológico. Os parâmetros ideais de estimulaçäo foram semelhantes para os músculos normais e os condiconados. Os músculos condicionados, constituídos, predominantemente, de fibras de açäo lenta, apresentaram uma força de amplitude menor (-27%) e um tempo de contraçäo mais longo (+32%). Por outro lado, as curvas de fadiga dos músculos normais, constituídos de fibras mistas, mostraram a queda inicial da força de contraçäo e valores estáveis, após 30 minutos, inversamente proporcionais a freqüência das contraçöes, resultados em um mesmo índice tensäo-tempo (18 ñ 2 KgF. seg/min). Já os músculos condicionados apresentaram um desempenho estável nas mesmas freqüências, mantendo um índice tensäo-tempo elevado (68 ñ 6 KgF. seg/min). Os outros 6 animais foram submetidos a cardiomioplastia, sendo estudados hemodinâmica e ecocardiograficamente, após a induçäo de disfunçäo miocárdica. Com a estimulaçäo do músculo esquelético, observou-se a elevaçäo do índice cardíaco em 35ñ4% (p < 0,01), associada a queda da pressäo capilar pulmonar. O aumento da fraçäo de ejeçäo foi documentado (51 ñ 3%), inclusive quando o enxerto foi colocado apenas sobre o ventrículo esquerdo (p < 0,01). Em conclusäo: 1) os músculos esqueléticos säo capazes de manter atividade semelhante ao trabalho cardíaco, com um desempenho que depende de sua capacidade aeróbica; 2) estimulaçäo crônica leva a transformaçäo adaptativa das fibras musculares, aumentando a sua capacidade de trabalho aeróbico; 3) a cardiomioplastia pode ser um método alternativo, no tratamento da insuficiência miocárdica, mesmo quando é possível apenas o envolvimento parcial do coraçäo pelo enxerto

Measurements of renal sympathetic nerve activity in conscious sinoaortic denervated rats

The increase in renal sympathetic nerve activity (RSNA) produced in freely moving rats by sinoaortic denervation was analyzed both by couting the neural spikes and integrating the recorded electroneurogram. The percent increase was found to be greater when activity was calculated considering spike frequency (71%) rather than integrated voltage (54%). The different values obtained by the two methods suggests that after SAD, in addition to the increase in the nerve impulse frequency, there is an alteration in the pattern of nerve discharge