mechanikus szív
Műszív - a készülék a teljes csere valamikor, vagy más pumpáló szív működését; Ez a folyamat a fejlődés.
Az első modell AI. Ez hozta létre a szovjet tudósok V. Demikhova 1937 a kísérletben használt kutyák, a szem eltávolítjuk kamrákba. Ez állt két összekapcsolt szivattyú diafragma típusú, motor által hajtott kívül található a mellüregben. Ezzel a berendezéssel az volt képes fenntartani a vér áramlását a kutya test egy két és fél órán át. Ugyanakkor kiterjedt kutatást a témában kezdődött csak a késő 50-es években.
1966-ban, az irányítása alatt B. V. Petrovskogo első szovjet laboratóriumi alakult All-Union Tudományos Kutató Intézet Klinikai és Kísérleti azok műtét IV. A probléma létrehozásával AI. két irányba fejlődött. Egyikük - létrehozása GI. egy külső meghajtó. A gyakorlati jelentősége a munka ebben az irányban oka elsősorban, hogy szükség van a sürgősségi újraélesztés helyzetekben kész a modell a szív, amely egy rövid ideig (néhány órától néhány napig), hogy a vér áramlását a szervezet számára szükséges az élet, attól a pillanattól kezdve hirtelen abbahagyása szívműködés a beteg * amíg a kiválasztás szívátültetés. Ezen túlmenően, a létrehozása egy GI. egy külső meghajtó lehetővé teszi a kísérleti körülmények között, a tanulmány anyagok gyártásához beültethető műszív modell tanulmányozása módok munkáját, valamint milyen hatással van a készülék a szervezet egészének és az egyes szervek és rendszerek. A második, sokkal nehezebb területek - létrehozása és alkalmazása egy teljesen beültethető I. o. Ajánlott hosszú távú fenntartása a szervezetben a megfelelő vérkeringést.
Modellek, mint eszközök AI. amikor a kísérletben használt is lehetővé tesztelése különböző anyagok, automata ellenőrző rendszerek. A keresést specifikus források és energia-átalakító.
Mivel a 70-es években. Szovjet orvosi tudósok, együttműködve a mérnökök hoztak létre, több mint 20 modellek AI.
Ábra. 1. Mesterséges Heart „saccularis típusát.”
Műszaki és orvosi-biológiai követelmények eredményeként hosszú távú vizsgálatok a hidrodinamikai lelátókon találkozik két modell. Egyikük - egy modell „saccularis típusú” (1. ábra) - készült fluorozott gumi. Az e modell alapján épül topográfiai tanulmány az emberi szív és a követelmények „szív pumpa”. Ezek a követelmények a következők: az anyagok használatát, amely képes ellenállni a hosszú távú ciklikus terhelése és a trombózis megakadályozására; struktúrák létrehozásában, kivéve a kialakulását stagnálás övezetek területein fokozott nyírási sebességek és a helyi feszültségeket; minimalizálva területek ciklikusan érintkező felületek, amelynek nagysága nagymértékben függ a sérülés vérsejtek.
A külső fal a szívkamraüregekről merev vagy félig merev, és a belső - puha és rugalmas. A bemeneti és kimeneti a belső tasak a szelepek. Amikor etetés levegő vagy folyadék a falak között a kamra belső zsák összenyomódik és akkor szorította a vért belőle "
Azáltal, hogy csökkenti a nyomást a zsák előfordul kibontakozó a belső tasak; ottani nyomás kisebb lesz, mint az a nyomás upstream a bemeneti szelep, a szelep nyit, és a tölteléket a kamra vérrel.
Modern modell AI. Ez a kamrák, amely egy lüktető vér áramlását. Ez a modell egy könnyű, megfelel az átlagos mérete az emberi szív, a beültetésre alkalmas. Az eszköz nagyon érzékeny a vénás beáramlás és megvan az a képessége, hogy növelje a számát impulzus ciklus 140-150 1 perc alatt. amely lehetővé teszi, hogy elérjék a perctérfogat kipumpált vér 14-15 liter.
Ábra. 2. műszív „membrános típusú.”
A másik modell az AI. (Ábra. 2) rendelkezik egy „membrános” szerkezet egy merev házban. Aktív pitvari vérnyomás csökken lüktetőáram a vénás vonalon, ezáltal csökkentve a hemolízis.
A szisztolés ejekciós vér ebben a modellben az AI. és az ezt követő töltési a kamrák jelentkezik eredményeként helyzetében bekövetkezett változás a membrán nyomás alatt a felületén vagy gáz folyadék a működtető. Egyirányú jelenlegi vér mesterséges kamrák biztosítják a bemeneti és kimeneti szelepek.
Tervezése szelepek GI s. rendkívül változatos. Mindegyikük osztható szárny és a szelep típusát. Flap szelepek egy-, két-, három-, vagy akár négy evező. típusú szelepek egy szelepet elzáróelem elemek formájában egy lemez, kúp vagy félgömb. Egyes modellek, I. o. egy külső meghajtó használt természetes (friss vagy konzerv) szívbillentyűk állatok (sertés vagy borjak), amely rögzítve van egy speciális keretet. A felület a merev szerkezet a test használják, hogy alkalmazzák a földelt réteg, amely, mint a kondenzátor lemez a kapacitív szenzor vértérfogat; a második kondenzátor lemez vér a felület között a vér - a rekeszizom.
Ami meghajtók AI. Széles körben használják elektromechanikus eszközök. A különböző minták a IV. különböznek egymástól; legegyszerűbb elektromechanikus működtető áll egy elektromos motor DC. Kívül elhelyezett működtető csatlakozik kamrák a beavatkozószervek műanyag tömlők ellátására gáz vagy folyadék a szivattyút.
Az átmérője az artériák, amelyen keresztül a gáz áramlik attól függ, hogy a gázt használnak a rendszerben. Pl. alkalmazása során a levegő cső átmérője legyen legalább 6-7 mm. Olyan esetekben, amikor az szükséges, hogy a villamos energia huzalok alkalmazásával bevonjuk egy biológiailag semleges műanyagból.
Az egyik modell, mint energiaforrást használunk radioizotópos ampulla plutónium-238 kerül a hőtároló. Twin dugattyús motor egy hőerőgép független hajtás minden kamra AI. Blood szivattyú egyszerre, és a hőcserélő, és a primer érzékelő a vezérlés. Közös modellek tömege kevesebb, mint 2 kg, az összeg a kb. 1,8 liter.
Együtt a technikai kérdések létrehozását AI. Nagyon nehéz a probléma megtalálásának anyagok gyártásához alkatrészeket IA. Meg kell felelniük az alábbi követelményeknek: nagy szilárdságú, hiányában a „fáradtságot”, a képesség, hogy megtartotta a kémiai-fizikai. tulajdonságok az emberben van biol, tehetetlenség.
Tervezésekor I .. Használt rozsdamentes acél, titánium ötvözet, polimer anyagok (fluorpolimerek, poliolefinek), különböző vegyületek szilikon gumi (szilikonok), poliuretánok, poliefirsilikonuretany, pirokarbon, anyagok tromborezisz alapú bevonatok hidrofil gélek, polielektrolit komplexek egy negatív felületi töltéssel és mások. Építőipari polimer anyagok még hosszas használat után csökkenti a trombózis kockázatát. Ennek ellenére, a probléma a trombózis megelőzésére, amely megfigyelhető az üregek a szív és a csatlakozó vonalakon belüli és szervek erek, továbbra is lényeges. Ebben a tekintetben a tanulmányok patogén mechanizmusokkal trombózisos állapotok vérben érintkezésbe egy nagy terület a polimer felületén kiterjedt sebészi trauma okozta kardiektomiey, funkciók trauma és szív-tüdő vérsejtek. Ugyanakkor van egy jelentős mennyiségben szabadul fel a vérben szövetek és a vér tromboplasztin, mely létrehoz egy hiperkoagulábilis háttérben, és segít, hogy aktiválja a trombózis a vér.
Ezen kívül nagy szerepet a folyamatok zajlanak a határ a vér - egy polimert, játszani elektrokinetikus jelenségek. Ezek összefügg azzal a ténnyel, hogy az alakos elemek és a vér fehérjék negatív töltésű. A módosítatlan belső bélés a szív és az erek is negatív töltést hordoz. Taszítása vérsejteket az érfal, mint töltés - ny fontos tényező: trombózis megelőzése. A jelenléte pozitív vagy zéró potenciálú felületén a polimer anyag láthatóan egyik oka trombózisra hajlamosító.
Leimen (D. Lyman, 1972), Adachi (M. Adachi, 1973) megállapította, jellemzője a szintetikus anyagok, mint például velúr vagy nerassechennoy hurok nagyon rövid szálakból, ha használják a műanyag a szívsebészetben - képessége, hogy tartsa vérsejtek. Amikor egy ilyen felület impregnálása a vér a velúr hurkokat vagy rakódnak közötti vörösvértestek és a vér fehérjék és 40-45 nap kialakult egy nagyon sima és vékony Biol, bélés, a mikroszkópos szerkezete nagyon hasonlít az endotéliumhoz. Az időtartam, amely védőréteget képez bélés felületén szintetikus anyagból jelentősen korlátozza az ezen eljárás alkalmazása az trombusképződés megakadályozásában a VI. t. Hogy. Ezalatt az idő alatt, ez nem zárja ki annak lehetőségét, hogy vérrögök felületén a polimer anyagok.
Fontos helyet a fejlesztés a madárinfluenza. elfoglalni áramlástani kutatások. A fő cél - javulás a geometria az üregek, kivéve a pangó zónák örvény turbulens áramlás folyik nagy színátmenetek sebesség.
Nem kevésbé nehéz feladat -, hogy automatikus működés vezérlő AI. nyújtó véráramlás igényeivel összhangban a szervezet. Köztudott, hogy az ember szívét, és az állatok megváltoztatja dinamikáját egy nagyon széles. Például, egy személy nyugalmi egyenlő 5,5-6,5 liter 1 perc. és egy nagy nat. terhelés növekedésével több alkalommal.
I. A modell. „F” típusú vezérlés származó információk alapján a kapacitív szenzor pitvari volumen. A fejlett rendszer, egy raj szenzor információkat használják a fennmaradó rész a nappali szív pitvar és szinuszcsomóból szolgáló muitipararnéteres érzékelő a rendszer. Generálására gyakorisága kamrai összehúzódások p-hullám átalakító és egy elektromos pacemaker időtartama szisztole.
Ábra. 3. sematikus hidrodinamikai állvány kutatás a műszív 1 -manometr; 2 - a bemeneti kapacitás; 3- bemeneti nyomás uralkodik; 4 - fojtószelep; 5 - a folyadék áramlásmérő; 6 - mesterséges kamra ellenőrzési rendszer; 7 - mesterséges kamra (kamrai szisztolé szaggatott vonallal ábrázolt); 8 - a nyomás a kivezető doboz; 9 - kimeneti kapacitás. A nyilak jelzik a folyadék áramlási irányát.
Beültetés AI. Nem kaptam egy ék alkalmazásokhoz. Ready modell AI. egyes csomópontok (pl. a szelepek és beavatkozók), mielőtt elkezdi tanulmányozni kísérleti állatokban vizsgáltuk különböző standokat (3.). Ezek az állványok - hidraulikai modelljét a szív- és érrendszer, persze, egy csomó feltételezések és egyszerűsítéseket. A folyadék kering a paradicsomban a stand annak viszkozitását közeledik a vér viszkozitása. Jellemzően, a padon beállítás áramkör tartalmaz áramlásmérők és számos más eszközök, például, folyékony kamra mérésére a fordított jelenlegi keresztül a bemeneti és a kimeneti szelep a különböző üzemi körülmények között a VI. Nyomás érzékelők, beépített különböző osztályok I. p. lehet meghatározni a nyomásváltozást benne, a nyomáskülönbség a szelep, és számos más paramétert. Speciális állványon is tanulmányozza a turbulencia folyadék áramlását áthaladó I. o. és a szívbillentyűk, a pusztulási fokot a vér, és így tovább. d.
Tesztelt lelátókon a modell IV. beültetett állatok (kutyák, sertések, juhok, de a legtöbb szarvasmarhát, amelyek súlya 70-110 kg). Kiválasztása, például. borjak annak a ténynek köszönhető, hogy az alakos elemek a vérben a saját Phys. tulajdonságok leginkább hasonlít az emberi. Ezen túlmenően, a méret a szívében ez a borjú körülbelül egyformák, hogy a méretei a felnőtt emberi szív.
Működés I. beültetésre. A kísérletben mellett végzett endotracheális érzéstelenítésben, cardiopulmonalis bypass (cm.) vagy a hipotermia (lásd. Hipotermia PU).
Kikapcsolása után az állat szívét a keringésből eltávolítjuk, így a jobb és a bal pitvaron. Az aortát és a pulmonalis törzs metszik KORMÁNYZATI félhold alakú szelepek. Ezután készítsen beültetés IM. keresztül kanült vagy vaszkuláris varratok összekötő egyes kamrákban. Amikor kanülök pitvar, aorta és a tüdőartéria a IV. csatlakozik a pitvar és a nagy hajók az állat. Egy javított módszer implantáció egy GI. segítségével vaszkuláris varratokat. Berendezés ez a művelet nem alapvetően különbözik a hagyományos szakterületen ortotopikus szívátültetést (cm.). Csatlakoztatása után a IV. levegővel minden testüregekből van elmozdítva Fiziol, p-set; Eltávolítása után még a legkisebb légbuborékokat J. együtt. felvehet. Miután befejeztük a munkát AI. stabilizálódott, a mellkas összevarrjuk.
Az élettartama kísérleti állatok MI. átlagosan 3-5 nap. Külön kísérletekben, közel 1 hónap.
Amikor dolgozik AI. fejlesztése a különböző változások a tüdő, máj, vese, stb .. szervek. Ezek a változások lehetnek funkcionális és morfológiai.
Irodalom: Problémák a mesterséges szív és keringési támogatás, ed. B. V. Petrovskogo és V. I. Shumakova, M. 1970. Shumakov VI, és mások. A modell a műszív beültetés intrapericardiac, Méz. Készülékek, №5 o. 5, 1970, refs.; A k u T S u T. mesterséges szív, teljes cseréje és részleges-támogatás, Amsterdam, 1975; Kennedy, J. H. a. o. Haladás irányába ortotopikus kardiális protézis, Biomater, med. Eszközök artif. Org. v. 1, p. 3, 1973; Lyman D. J. Hill D. W. egy. S t i Rk R. K. A kölcsönhatását szöveti sejtek polimer felületek, Trans. Amer. Soc. artif. gyakornok. Org. v. 18, p. 19, 1972 bibliogr.