Neue Art des Herz-Pumpe für Kleinkinder mit univentricular Zirkulation

Forscher haben eine neue Art von Herz-Pumpe eingesetzt, die mit einem Katheter zur Verbesserung der überlebensrate für Säuglinge Unterziehen eine Reihe von Operationen zur Behebung einer tödlichen Geburtsfehler.

Die Forscher entwickeln eine „Viskose Laufrad Pumpe“ für Kinder mit univentricular Zirkulation, einer angeborenen Herzerkrankungen, die die führende Ursache des Todes von Geburtsschäden bei im ersten Jahr des Lebens eines Kindes, sagte Steven Frankel, ein Purdue University professor für Maschinenbau.

Die innovation könnte auch verwendet werden, für die vorübergehend die Behandlung von Erwachsenen mit der Krankheit.

Das menschliche Herz enthält in der Regel zwei Pumpen, oder Ventrikel: ein sauerstoffreiches Blut zirkuliert im ganzen Körper, und die anderen, weniger mächtigen, herzkammer fließt sauerstoffarmes Blut zur Lunge.

Babys mit Mängeln haben nur eine funktionierende herzkammer, aber Französisch Chirurg Francois Fontan vor mehr als drei Jahrzehnten, dass die Säuglinge überleben können, auf einem einzigen Ventrikel durch die Umstrukturierung der Konfiguration der Blutgefäße genannt, die vena cava inferior und vena cava superior. Die Kinder müssen eine Reihe von drei offene Herzoperationen durchgeführt über einen Zeitraum von Monaten oder Jahren, weil Sie nicht in der Lage sein, um zu überleben den Schock der alle drei Operationen auf einmal.

Mindestens 30 Prozent der Babys überleben nicht die Operationen, genannt die Fontan Verfahren.

Die überlebensrate zu verbessern, Mark Rodefeld, ärztin und associate professor für Chirurgie an der Indiana University School of Medicine, schlug im Jahr 2003, um eine mechanische Pumpe zur Unterstützung des Herzens während der Operation.

Eine solche innovation wäre es möglich, führen Sie alle drei Operationen gleichzeitig, während auch die Bereitstellung einer temporären Herz-assist-Technologie auch für Erwachsene, die hatten die Operationen, Frankel sagte.

„Ein großer Vorteil dieser Pumpe ist, dass es geliefert bekommt durch die Haut mit einem Katheter ohne Operation am offenen Herzen“, sagte Frankel, der zusammen mit Rodefeld und andere Forscher an der IU School of Medicine, der University of Louisville und die Rose-Hulman Institute of Technology ‚ s Rose-Hulman Ventures ist die Entwicklung einer Prototyp der Pumpe.

Die Forscher erhielten 2,1 Millionen US-Dollar, vier-Jahres-Zuschuss von der National Institutes of Health National Heart, Lung und Blut-Institut, um weiter an der Entwicklung der Herz-Pumpe. Die Forschung beinhaltet auch die Absolvent Jeffrey R. Kennington und Jun Chen, ein Purdue-Assistenzprofessor des Maschinenbaus.

Forscher planen Implantat der neuen Pumpe in eine vier-Wege-Kreuzung, wo die inferior und superior vena cavae treffen der rechten und linken pulmonalarterien. Einmal eingeschoben mit einem Katheter, kann die Pumpe werden drastisch erweitert, bildet eine Form, die ähnelt zwei Kegel mit der Basis. Das Gerät dreht sich mit über 10.000 U / min, angeschlossen über ein schlankes Kabel an einen kleinen motor außerhalb des Körpers.

Frankel und student Travis Fisher stammt das design, die Anwendung von Konzepten aus dem lehrbuch fluid-Dynamik entwickelt, die vor einem Jahrhundert von dem ungarischen Ingenieur Theodore von K-rm-n, Begründer der modernen Aerodynamik.

Die Forscher fanden auch design-inspiration aus einer unwahrscheinlichen Quelle: cocktail Regenschirme.

„Eine große Herausforderung war, wie bekommen wir das in den Körper, und wir dachten, der cocktail Regenschirm,“ Frankel sagte. „Es beginnt flach und kompakt und dann öffnet sich mit einer ähnlichen Form, mit den oberen und unteren Segmenten.“

Eine Pumpe wird benötigt, da sich auf einen Ventrikel reduziert die Herz-Kreislauf-Kraft.

„Es ist ein schwacher Kreislauf-system, so dass Sie nicht wirklich gut das Pumpen in die Lunge und sauerstoffreiches Blut zum Herzen zurückzukehren nicht ganz füllen der Ventrikel beginnt der Zyklus wieder“ Frankel sagte. „Ein patient jetzt wer herumläuft, in Ihren 20ern, die die Operation gehabt vor 20 Jahren, kann beginnen mit Herzproblemen, und brauchen etwas Unterstützung, entweder als Brücke zur Transplantation oder als temporäre Unterstützung. Diese Pumpe stellt eine Art und Weise zu tun, die in einer ambulanten Einrichtung. Es ist entworfen, um in dem Körper für zwei Wochen an den meisten, fast wie ein Wegwerf-Artikel.“

Das rotierende Gerät enthält riblike Rillen, um effizient Blut zu Pumpen. Das design ist vielversprechend, weil Tests haben gezeigt, dass die rotierenden Gerät verursacht minimale Schäden an roten Blutzellen.

„Weil er größer als andere experimentelle Pumpen, es nicht zu drehen, als schnell ein maximum von etwa 10.000 U / min im Vergleich zu 50.000 für ein weiteres experimentelles Pumpe – so es verursacht weniger Schäden an den Zellen,“ Frankel sagte. „Es ist wie der sanfte Zyklus in einer Waschmaschine.“

Experimente an der University of Louisville, imitieren das Herz-Kreislauf-system zeigen den Grad der Schäden an Blut-Zellen, die von der sich drehenden Pumpe ist akzeptabel für den klinischen Gebrauch. Diese Arbeit, durchgeführt von U L s Guruprasad A. Giridharan, assistant professor in der Abteilung von Biotechnik.

Ergebnisse sind ausführlich in einer Publikation, erschienen im September in der Zeitschrift für Thorax-und Kardiovaskuläre Chirurgie. Das Papier wurde geschrieben von Rodefeld; ehemalige Purdue-student Brandon Mäntel; Fisher; Giridharan; Chen; John W. Brown, ein Chirurg an der IU School of Medicine und James Whitcomb Riley-Krankenhaus für Kinder; und Frankel.

Die zukünftigen arbeiten betreffen die Verwendung von Tieren mit klinischen Studien am Menschen, um hoffentlich noch Folgen, Frankel sagte.

Schreibe einen Kommentar