Разработка и исследование педиатрического имплантируемого осевого насоса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.01.24, кандидат наук Дмитриева, Ольга Юрьевна

• Дмитриева, Ольга Юрьевна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Дмитриева, Ольга Юрьевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКИ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕДИАТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ КРОВООБРАЩЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Системы механической поддержки кровообращения кратковременного применения

1.1.1 Экстракорпоральная мембранная оксигенация

1.1.2 Центробежные насосы

1.2 Системы механической поддержки кровообращения длительного применения

1.2.1 Berlin Heart EXCOR

1.2.2 Осевой педиатрический насос PediaFlow

1.2.3 Диагональный педиатрический насос PediPump

1.2.4 Экстракорпоральная система Ension's Pcas

1.2.5 Осевой педиатрический насос Jarvik Infant/ Child

1.2.6 Пульсирующий педиатрический насос Penn State VAD

1.3 Заключение

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Метод математического моделирования

2.2 Метод стендовых исследований

2.2.1 Методика снятия расходно-напорных и энергетических характеристик

2.2.2 Методика оценки влияния работы детского осевого насоса на сердечно-сосудистую систему

2.2.3 Методика исследования гемолитических характеристик детского осевого насоса in vitro

2.3 Методика проведения хронических экспериментов на животном

2.4 Методика статистической обработки данных

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ИМПЛАНТИРУЕМОГО ДЕТСКОГО ОСЕВОГО НАСОСА

3.1 Медико-технические требования к имплантируемому детскому осевому насосу

3.2 Критерии качества детского осевого насоса

3.3 Основные этапы проектирования детского осевого насоса

3.4 Построение трехмерной математической модели детского осевого насоса

3.5 Разработка и создание основных узлов насоса

3.6 Исследования пластикового прототипа насоса с внешним двигателем на гидродинамическом стенде

3.7 Разработка эскизной конструкторской документации на макетный образец детского осевого насоса

3.8 Разработка технологии изготовления макетного образца детского осевого насоса

3.9 Основные параметры и конструктивные особенности блока электронного

управления

ГЛАВА 4. СТЕНДОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕТСКОГО ОСЕВОГО НАСОСА

4.1 Исследования расходно-напорных и энергетических характеристик макета детского осевого насоса

4.2 Исследование чувствительности детского осевого насоса к преднагрузке (по закону Франка-Старлинга)

4.3 Исследование взаимодействия детского осевого насоса с левым

желудочком сердца при обходе левого желудочка

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕМОЛИТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕТСКОГО ОСЕВОГО НАСОСА

5.1 Основные понятия механической травмы форменных элементов крови

5.2 Методика отмывки насосов крови после экспериментальных исследований

5.3 Основные результаты, полученные в ходе выполнения

исследования

ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕТСКОГО ОСЕВОГО НАСОСА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ НА ЖИВОТНЫХ

6.1 Топографо-анатомические исследования по размещению детского осевого насоса в грудной полости животного

6.2 Методика проведения эксперимента на животном

6.3 Методика запуска детского осевого насоса

6.4 Постоперационный период

6.5 Результаты

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование педиатрического имплантируемого осевого насоса»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

В России болезни системы кровообращения ежегодно уносят жизни более миллиона людей, лидируя на протяжении последних двух десятилетий среди причин смерти.

Ситуация в детском здравоохранении по сердечно-сосудистым патологиям в течение последних двадцати лет характеризуются следующими тенденциями. Наряду со снижением смертности от всех причин у детей до 14 лет смертность от болезней системы кровообращения остается практически на прежнем уровне [1].

При этом все чаще наблюдается терминальная сердечная недостаточность (ТСН) с летальным исходом [2].

Согласно данным, опубликованным А. Christianson с соавт. [3], ежегодно в 193 странах мира рождается порядка 8 миллионов детей с пороками сердца, требующих проведения реконструктивных операций. Только в Соединенных Штатах Америки порядка 40 тыс. хирургических операций проводится подобным пациентам в первые годы жизни [4].

Несмотря на то, что в последние десятилетия современная клиническая детская кардиология поднялась на качественно иной уровень, существенного снижения смертности особенно детей с ТСН достигнуть не удалось, несмотря на современную технологию замены сердца донорским органом. К сожалению, трансплантация сердца (ТС), являющаяся «золотым стандартом» лечения ТСН как у взрослых больных, так и у детей ограничена дефицитом донорских сердец.

По-прежнему актуальна проблема врожденных пороков сердца (ВПС) (например, болезнь Фонтена), негативная ее сторона заключается в том, что рост числа больных намного опережает рост хирургической активности, а ранняя дородовая диагностика является не всегда доступной.

Более 50% новорожденных с ВПС умирают в первый месяц жизни и 25% не доживают до года [5],

К числу критических состояний у новорожденных относятся транспозиция крупных сосудов, общий артериальный ствол, тотальный аномальный дренаж легочных вен, большинство форм тетрады Фалло, двойного отхождения сосудов от правого желудочка, коарктации аорты. Но самыми неотложными наряду с транспозицией крупных сосудов являются синдром гипоплазии левого сердца, критический стеноз аорты, критический стеноз легочной артерии. Даже, казалось бы, относительно простые пороки, как дефект межжелудочковой перегородки, общий атриовентрикулярный канал, при определенном стечении обстоятельств также требуют коррекции порока в самом раннем возрасте.

Синдром гипоплазии левого сердца - это анатомическое понятие врожденного порока сердца с главным признаком в виде выраженной гипоплазии или отсутствия левого желудочка (Болезнь Фонтена) и гипоплазии восходящей аорты [6-11]. В результате этого системное кровообращение зависит от проходимости открытого артериального протока и поступления крови из легочных и системных вен в правое предсердие и в правый желудочек. Без хирургической помощи этот порок является летальным, и в первую неделю жизни погибают 25% детей.

Несмотря на значительный опыт, накопленный клиниками США и Европы в лечении детей, летальность остается высокой - 27% госпитальная и 10% в отдаленные сроки.[12]

В последние десятилетия для лечения взрослых больных с ТСН в клинической практике стали успешно применяться методы механической поддержки кровообращения (МПК), которые несколько позже начали входить в педиатрическую практику [13-29].

Недавно проведенный ретроспективный анализ применения систем МПК у детей показал значительное снижение смертности пациентов (в 2 раза), находящихся в листе ожидания ТС [30-45].

На сегодняшний день в клинической практике применяют две системы МПК: это система экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО) для кратковременной поддержки и система экстракорпоральных пульсирующих насосов Excor (Berlin Heart, США).

В последние годы в клинической практике применения МПК для взрослых пациентов получили наибольшее распространение насосы непульсирующего потока (ННП) (более 94%) [46,47].

Сложность создания подобных систем для маленьких пациентов объясняется, прежде всего, ограничениями, связанными с размещением этих насосов в грудной или абдоминальной области.

Необходимо также отметить увеличение случаев восстановления сократительной функции собственного миокарда на фоне работы системы МПК без необходимости выполнения второго этапа ТС [48-51].

На основе разработанной системы вспомогательного кровообращения АВК-Н для взрослых пациентов, который с 2012 года находится на стадии успешной клинической апробации, началась разработка насоса для МПК у детей на основе малогабаритных насосов осевого типа.

Цель исследования

Разработать систему механической поддержки кровообращения сердца на базе имплантируемого осевого насоса для детей и провести исследования ее функциональных и медико-биологических характеристик.

Задачи исследования

1. На основе анализа существующих педиатрических систем МПК определить медико-технические требования к системе и разработать принципы построения и структуру проектируемого насоса.

2. Разработать 3-х мерную математическую модель насоса, на основе которой определить параметры основных узлов осевого насоса, и изготовить экспериментальные образцы детского осевого насоса.

3. Разработать методики и провести стендовые исследования расходно-напорных, энергетических и гематологических характеристик педиатрического осевого насоса.

4. Разработать методику и провести стендовые исследования взаимодействия детского осевого насоса с левым желудочком сердца при обходе левого желудочка в условиях нормального функционирования миокарда левого желудочка сердца и сердечной недостаточности.

5. Разработать методику и провести исследования педиатрической системы механической поддержки кровообращения в экспериментах на животных.

Научная новизна

1. С помощью компьютерных технологий выбрана оптимальная конструкция имплантируемого осевого насоса, которая послужила основой для создания экспериментальных образцов насоса с перспективой их дальнейшей экспериментально-клинической апробации.

2. Впервые на специально разработанном гидродинамическом стенде сердечно-сосудистой системы проведены исследования взаимодействия осевого насоса с левым желудочком сердца для выбора оптимальных режимов работы насоса в условиях нормы и патологии левого желудочка сердца.

3. Установлено, что оригинальная конструкция детского насоса обеспечивает необходимые расходно-напорные характеристики и позволяет достичь высокого уровня полезной эффективности, сохраняя при этом минимальный допустимый уровень травмы форменных элементов крови.

Практическая значимость исследования

Разработана конструкторская документация и изготовлены образцы имплантируемого детского осевого насоса.

Разработан комплекс гидродинамических стендов для исследования расходно-напорных, энергетических и гематологических характеристик осевого насоса для двухэтапной трансплантации сердца у детей.

Положения, выносимые на защиту

1. Медико-технические требования, определившие структуру и рабочие параметры имплантируемого педиатрического осевого насоса: управляемый расход крови от 1 до 3 л/мин при перепаде давления 80±5 мм рт.ст., масса насоса не более 100 гр, диаметр наружного корпуса не более 25 мм, мощность тепловыделений не более 10 Вт, объем заполнения кровью не более 10 мл.

2. Оптимальные режимы работы насоса, исключающие режимы присасывания и закрытия аортального клапана (скорость вращения ротора от 13000 до 17000 об/мин, объемный расход от 1 до 3 л/мин, перепад давления от 75 до 85 мм рт.ст.).

3. Исследования разработанной конструкции детского насоса показали, что расходно-напорные, энергетические и гематологические характеристики насоса находятся в допустимых пределах (исследуемая рабочая точка находится в режиме 15000 об/мин, расход 3 л/мин, перепад давления 80 мм рт.ст., при этом насос показал стабильную работу, допустимое энергопотребление - 6 Вт, и отсутствие гемолиза).

4. Исследования педиатрического насоса в экспериментах на животных для оценки медико-биологических и функциональных характеристик показали высокую биосовместимость насоса (отсутствие тромбов и незначительный гемолиз).

Методология и методы исследования

В ходе выполнения работы были использованы методы математического моделирования, методы стендовых исследований, методы экспериментальных исследований на животных и методы статистической обработки полученных данных.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность результатов определяется репрезентативным объемом проведенных экспериментальных исследований, использованием современных методов исследования и методов статистической обработки. Работа выполнена в рамках государственных заданий Минздрава России на осуществление научных исследований и разработок по темам: «Разработка медико-технических требований к осевому насосу для двухэтапной трансплантации сердца у детей» (2012-2014 гг.) и «Разработка осевого насоса для двухэтапной трансплантации сердца у детей» (2015-2017 гг.).

Апробация работы состоялась 20.03.2017 г. на заседании объединенной научной конференции клинических, экспериментальных отделений и лабораторий федерального государственного бюджетного учреждения «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Министерства Здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «ФНЦТИО им. ак. В.И. Шумакова» Минздрава России).

Материалы и основные положения работы доложены и обсуждены на межинститутских семинарах ФГБУ «ФНЦТИО им. ак. В.И. Шумакова» Минздрава России (2013 г., 2014 г., 2015 г.), Конференции «Математика. Компьютер. Образование» (МКО), г. Пущино, 26-31 января 2015 г., XIX Ежегодной сессии Федерального государственного бюджетного учреждения «Национальный научно-практический центр сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва, 17-19 мая 2015 г., VIII Всероссийском съезде трансплантологов ФГБУ «ФНЦТИО им. ак. В.И. Шумакова» Минздрава России, г. Москва, 27-29 июня 2016 г., Congress of the European Society for Artificial Organs (ESAO), г. Долгопрудный, 4-7 сентября 2016 г., Congress of the European Society for Artificial Organs (ESAO), г. Варшава 14-17 сентября 2016 г.

Внедрение в практику

Результаты исследования внедрены в практику лаборатории биотехнических систем Федерального научного центра трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России (ФГБУ ФНЦТИО им. ак. В.И. Шумакова), на их основе проводятся доклинические испытания.

Личный вклад автора

Автор принимал непосредственное участие в постановке задач исследования и разработке концепции, осуществлял сбор материала для исследования, выполнял стендовые исследования, участвовал в экспериментальных исследованиях на животных. Автором самостоятельно сформирована база данных, проведена статистическая обработка, анализ и интерпретация полученных результатов.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 1 1 научных работ, в том числе 2 статьи в центральных рецензируемых журналах, включенных в перечень ВАК Минобрнауки РФ, получен патент на полезную модель.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав основного содержания, включая обзор литературы, главы о разработке насоса, стендовых исследований и испытаниях на животных, а также заключения, выводы. Диссертация изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 66 рисунков, 4 таблицы, список литературы из 145 наименований, из них 5 российских и 140 зарубежных источников.

ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКИ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕДИАТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ КРОВООБРАЩЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

К выбору системы механической поддержки кровообращения необходимо подходить с учетом временного интервала применения данных систем. Из-за чего их можно разделить на МПК кратковременного и длительного применения.

Кратковременные системы МПК в большинстве случаев используются при развитии острого кардиогенного шока (на фоне кардиомиопатии, ВПС, миокардита и др.) или при дисфункции сердца во время кардиохирургических операций. В ряде случаев кратковременные системы МПК служат как в предварительный этап перед применением систем длительной поддержки для восстановления функции жизненно-важных органов (печень, почки и др.). Кроме того, кратковременные МПК обеспечивают некоторый запас времени, необходимый трасплантологам для оценки потенциальных доноров.

Системы кратковременного применения на сегодняшний день - это система экстракорпоральной мембранной оксигенации ЭКМО и экстракорпоральные центробежные насосы.

Системы длительной МПК применяются в случаях, когда состояние пациентов не нормализуется в течение относительно небольшого периода времени (более 14 дней). Одно из преимуществ длительных систем вспомогательного кровообращения состоит в том, что некоторые из них обеспечивают внегоспитальную, в то время как кратковременные системы применяются только в специальных медицинских учреждениях. Кроме того, у детей применение системы МПК длительного применения в большей степени повышает вероятность восстановления собственной функции миокарда.

В целом можно отметить, что выбор используемого устройства МПК во многом зависит от специфики конкретной педиатрической клиники (хирургическое лечение, ТС и др.), от возраста и поверхности тела пациента и времени ожидания донорского сердца.

1.1 Системы механической поддержки кровообращения кратковременного

применения

1.1.1 Экстракорпоральная мембранная оксигенация

В 70-е годы применения МПК в педиатрии наибольшее распространение получил метод экстракорпоральной мембранной оксигенация при респираторной легочной [51] и позднее при биветрикулярной недостаточностях.

ЭКМО до сих пор остается одним из наиболее часто используемых методов МПК для детей независимо от этиологии заболевания. К достоинствам метода ЭКМО можно отнести возможность быстрого подключения к пациенту за счет перифирической канюляции, что особенно важно при необходимости проведения реанимационных мероприятий при острой миокардии, после о120

становки сердца или в случае возникновения постоперационных осложнений [5262].

Немаловажным фактором является относительно невысокая стоимость системы, состоящего из насоса, оксигенатора, теплообменника, соединительных трубок и монитора (включающего датчики давления, расхода крови, температуры (Рисунок 1 ).

о о

Рисунок 1. Схема экстракорпоральной мембранной оксигенации

Характеристики современных аппаратов ЭКМО значительно улучшились за счет применения полиметилпропиленовых оксигенаторов и менее травматичных центробежных насосов (вместо силиконовых мембранных оксигенаторов и роликовых насосов) [63-66].

Вместе с тем ЭКМО характеризуется относительно высоким гемолизом и деструкцией тромбоцитов, что связано с большой поверхностью системы, контактирующей с кровью. Кроме того, малые размеры входной и выходной канюль могут вызвать большие сдвиговые напряжения. Следствием этого являются коагулопатия, геморрагические и тромболитические осложнения.

При проведении процедуры новорождённым для компенсации объёма крови, циркулирующего в аппарате, используется донорская кровь. Ее использование может вызвать аллергическую реакцию и привести к развитию шока. Кроме того, для исключения свёртывания крови в аппарате на протяжении всего времени использования ЭКМО пациенту вводят антикоагулянты, что может спровоцировать кровоизлияния в головной мозг и в полости в месте канюляции и увеличить гемолиз. Недостаточность или неэффективность антикоагулянтов может привести к тромбообразованию и закупорке механизмов аппарата ЭКМО.

ЭКМО является симптоматической терапией, не устраняющей фактор развития заболевания.

Клинические исследования, проведённые R.K. Firmin и H.M. Killer [67] на клинической группе из 522 больных (192 новорожденных, 161 ребёнка, 169 взрослых) показали, что применение ЭКМО имеет максимальную эффективность при остром лёгочном повреждении (выживаемость 68%). Наихудший результат метод показал при сердечной недостаточности (СН) (выживаемость 42%).

Данный метод может быть использован для краткосрочной поддержки (не более 2-3 недель), что ограничивает его широкое применение в качестве моста для ТС [68-73].

Кроме того, размеры системы ЭКМО и экстракорпоральная конфигурация позволяют использовать ее только в отделениях интенсивной терапии.

Несмотря на эти недостатки ЭКМО остается одним из основных методов МПК при возникновении острой сердечно-легочной декомпенсации поскольку обеспечивает достаточно быструю процедуру периферической и центральной канюляции.

1.1.2 Центробежные насосы

Центробежные насосы (ЦН) стали использоваться в качестве отдельных насосов для вспомогательного кровообращения с начала 80-х годов. Система ЦН имеет ряд преимуществ по сравнению с системой ЭКМО: отсутствие оксигенатора, теплообменника, более короткие соединительные магистрали, простота, высокая надежность и прочность, простота контроля и управления, низкая стоимость. С появлением ЦН появилась возможность проведения относительно длительного обхода левого желудочка (ОЛЖ) сердца при постоперационных осложнениях и использования этих насосов в качестве моста к ТС для пациентов, находящихся в критическом состоянии [74-80].

В последние годы у взрослых и детей начали применяться ЦН насосы новой генерации, ротор которых поддерживается на магнитно-гидравлическом подвесе, что позволило увеличить время их подключения к пациентам за счет снижения риска гемолиза и тромбоза.

Также специально для детей младшего возраста был уменьшен объем заполнения насоса (экстракорпоральные центробежные насосы PediMag (Thoratec Corporation, США), Tandem Heart (Cardiac Assist Inc., США)).

PediMag - педиатрический детский центробежный насос, ротор которого не имеет подшипников и поддерживается на магнитном подвесе (Рисунок 2). За счет этого травма крови и тромбообразование в насосе сведены к минимуму, что позволяет использовать до 30 дней.

Рисунок 2. Педиатрический центробежный насос PediMag На Рисунке 3 показана конструкция ЦН PediMag.

Рисунок 3. Конструкция центробежного насоса PediMag

За счет большого зазора между рабочим колесом и корпусом насоса к минимуму сводятся напряжения сдвига в основной насосной зоне, что позволяет развивать высокую скорость кровотока с минимальным гемолизом.

Объем заполнения насоса 14 мл и может работать до максимальной скорости 3500 об/мин при максимальном расходе крови до 1,5 л/мин.

Педиатрический ЦН Tandem Heart (CardiacAssist Inc., США) был разработан для МПК пациентов весом от 2 до 40 кг для оптимальной разгрузки левого желудочка сердца до 14 дней (Рисунок 4).

Рисунок 4. Педиатрический центробежный насос Tandem Heart На Рисунке 5 показана конструкция системы ЦН Tandem Heart.

Рисунок 5. Конструкция системы Tandem Heart

Насос позволяет при скорости оборотов ротора 5500 об/мин генерировать расход 0,4 л/мин при перепаде давления 325 мм рт. ст. и 2,0 л/мин при перепаде давления 250 мм рт ст.

В отличие от предыдущих ЦН, насос RotaFlow (Maquet, США) (Рисунок 6) не имеет магнитного подвеса и его можно отнести к ЦН второй генерации, однако благодаря канальной конструкции, он ничем не уступаем вышеупомянутым [81]. Данный насос широко используется в клиниках, особенно как составляющая цепи ЭКМО [82].

Основной эффект ЦН при ОЛЖ достигается за счет снижения пред- и постнагрузки и увеличения минутного объема сердца. При этом более простая конфигурация подключения насоса к пациенту по сравнению с ЭКМО (уменьшение длины трубок, отсутствие оксигенатора, теплообменника) позволяет сократить объем заполнения одноразового контура, уменьшить травму крови и снизить необходимые дозы гепарина [83]. Соответственно стоимость такой системы существенно ниже по сравнению с ЭКМО.

1.2 Системы механической поддержки кровообращения длительного

применения

Наряду с кратковременными методами МПК наметились пути решения проблемы лечения детей, которым нужна длительная поддержка с возможностью оказания внегоспитальной помощи.

1.2.1 Berlin Heart EXCOR (Berlin Heart GmbH, Германия)

И компания Berlin Heart® GmbH разработала систему EXCOR паракорпорального подключения искусственных желудочков сердца (ИЖС) для детей младшего возраста [84] (Рисунок 7).

Рисунок 7. Система паракорпоральног подключения EXCOR на ребенке

В 2011 году после 10-летнего клинического применения в Европе эта система получила разрешение U.S. Food and Drag Administration (FDA) (Министерства Здравоохранения США) на применение в клиниках и до сих пор остается единственной официально разрешенной длительной системой МПК для новорожденных и детей младшего возраста [85-98].

Он имеет несколько типоразмеров с ударным выбросом - от 10 до 60 мл (Рисунок 8) и может быть использован не только на детях, но и на взрослых пациентах с площадью тела более 1,3 м2.

$ Ф # # #

Рисунок 8. Размерный ряд насосов EXCOR

У EXCOR пневматический привод ЖШ, но разрабатывается новое поколение приводов, которое даст большую свободу передвижения пациентам. EXCOR -единственный пульсирующий экстракорпоральный насос, который может быть использован как механическая поддержка левого желудочка сердца (ЛЖС), правого желудочка (ПЖ) или бивентрикулярная (Рисунок 9). Так же при необходимости существует возможность присоединения оксигенатора в случаях обхода ПЖ, создавая, таким образом, цепь ЭКМО.

Рисунок 9. Схемы подключения насосной системы Berlin Heart EXCOR для

бивентрикулярной поддержки

Канюляция для ОЛЖ проводится через левое предсердие (ЛП) или верхушку ЛЖС. Исходя из множества исследований [99-102], сделан вывод, что канюляция через верхушку желудочка связана с меньшими тромботическими осложнениями. Выход насоса соединен с восходящей аортой. Канюли выводятся чрескожно через верхнюю абдоминальную стенку.

Одним из преимуществ внешнего расположения насоса является возможность простой замены насоса в случае его дисфункции.

При имплантации EXCOR детям используют канюли различной конструкции и диаметра в зависимости от размера пациента. Для детей обычно используют канюли с внутренним диаметром 4, 8, 6 и 9 мм. Диаметры взрослых канюль - 12,7 мм (Рисунок 10).

Рисунок 10. Канюли для имплантации насоса Berlin Heart EXCOR

У некоторых детей после установки насоса и его работы сердце восстанавливается, и необходимости в дальнейшей поддержке больше нет, насос удаляют.

Однако данная система обладает некоторыми недостатками, присущими системе, построенной на насосе пульсирующего потока, - невысокая надежность и ограниченный ресурс по сравнению с насосами постоянного потока. Поэтому остаются востребованными новые имплантируемые насосы для детей, которые отвечают требованиям полного размерного ряда для детей младшего возраста.

Разработка таких насосов и систем управления требует проведения исследований, которые включают размерный анализ конструкций насоса, оптимизацию потока крови через насос, построение аналитических моделей для оценки концепций управления, разработку макетных образцов и оценку работы этих насосов на гидродинамических имитаторах системы кровообращения.

По программе Национального института Здоровья США в 2008 году были начаты разработки детских систем МПК [103]:

1. PediaFlow Pediatric Ventricular Assist Device (University of Pittsburgh);

2. PediPump (Cleveland Clinic);

3. Pediatric Cardiopulmonary Assist System (Ension, Inc);

4. Pediatric Jarvik 2000 (Jarvik Heart, Inc);

5. Pediatric ventricular assist device (Penn State University).

1.2.2 PediaFlow Pediatric Ventricular Assist Device (Университет Питтсбурга)

PediaFlow - миниатюрный имплантируемый насос крови на магнитной подвеске, с диапазоном расхода от 0,3 до 2 л/мин и объемом 35,5 мл (Рисунок 11).

Рисунок 11. Миниатюрный имплантируемый насос PediaFlow

Конструкция насоса показана на Рисунке 12.

Рисунок 12. Конструкция педиатрического имплантируемого насоса PediaFlow

PediaFlow Pediatric VAD был разработан для обеспечения поддержки кровообращения для новорожденных, младенцев и детей с массой тела < 5кг, которые испытывают СН из-за врожденных и/или приобретенных сердечнососудистых заболеваний.

При разработке первых 2-х конструкции (Модели PF1 и PF2) ученые были сосредоточены на улучшении гемодинамических характеристик, особенно на увеличении максимального расхода до 2,0 л/мин при противодавлении 80 мм рт.ст. Это было достигнуто путем развития оптимизированного 4-х полюсного двигателя, который обеспечил необходимый крутящий момент на валу. Была продемонстрирована стабильность работы насоса при расходе от 0,25 до 2,0 л/мин при противодавлении 80 мм рт.ст [104].

Был также достигнут прогресс в процессе минимизации размера и веса насоса PediaFlow. Благодаря новой конструкции, насос PF2 занимает примерно половину объема (35,5 мл) первого PF1 (63,6 мл). В соответствии с данными PF2 можно будет имплантировать пациентам с массой тела >10 кг, но, к сожалению, он не подходил самым маленьким пациентам.

Конструкция насоса PF3 - последнее усовершенствование в PediaFlow VAD. В данной модификации заметно резкое снижение размера насоса, PF3 занимает менее половины объема предыдущей модели - 16,6 мл.

В ходе программы были проведены эксперименты по имплантации PediaFlow PF3 овцам, начиная от острого их завершения (6 часов работы насоса) до планового (30 и 72 дня бесперебойной работы насоса). На протяжении каждого исследования, были проведены исследования на биосовместимость (Таблица 1).

Почти все измерения гемодинамических, биохимических и параметров биосовместимости были либо ниже стандартных параметров или продемонстрировали практически идентичные показатели.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дмитриева, Ольга Юрьевна, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Haines, N.M. Extracorporeal Life Support Registry Report 2008: neonatal and pediatric cardiac cases / N.M. Haines, P.T. Rycus, J.B. Zwischenberger, et al. // ASAIO Journal. - 2009. - №55. - Р.111-116.

2. Кардиология: национальное руководство [Электронный ресурс] / Ю.Н. Беленкова, Р.Г. Оганова // ГЭОТАР-Медиа. -2011. - Серия «Национальные руководства». - Режим доступа:

http://nmo.rosmedlib.ru/book/ISBN9785970427675.html.

3. Christianson, А. March of Dimes Global Report on Birth Defects: The Hidden Toll of Dying and Disabled Children / A. Christianson, C.P. Howson, B. Modell // March of Dimes Birth Defects Foundation. - 2006.

4. Ashburn, D.A. Outcomes after the Norwood operation in neonates with critical aortic valve stenosis or aortic valve atresia/ D.A. Ashburn, B.W. McCrindle, C.I. Tchervenkov et al.// J ThoracCardiovasc Surg. -2003. - № 125. - Р. 1070-1082.

5. Савельев В.С. 50 лекций по хирургии / С.В. Савельев, 2003. - 14 с.

6. Rychik, J. Forty years of the Fontan operation: a failed strategy / J. Rychik // Semin Thorac Cardiovasc Surg. - 2010. - №13. - Р.96-100.

7. Khairy, P. Long-term survival, modes of death, and predictors of mortality in patients with Fontan surgery / P. Khairy, S.M. Fernandes, Jr. J.E. Mayer, et al. // Circulation. -2008. - №117. - Р.85-92.

8. Anderson, P.A. Contemporary outcomes after the Fontan procedure: a Pediatric Heart Network multicenter study / P.A. Anderson, L.A. Sleeper, L. Mahony, et al. // J Am Coll Cardiol. - 2008. - №52. - Р.85-98.

9. Feldt, R.H. Protein-losing enteropathy after the Fontan operation / R.H. Feldt, D.J. Driscoll, K.P. Offord,et al. // J Thorac Cardiovasc Surg. - 1996. - №112. - Р.672-680.

10. Throckmorton, A.L. Performance of a 3-bladed propeller pump to provide cardiopulmonary assist in the failing Fontan circulation / A.L. Throckmorton, K.K. Ballman, C.D. Myers, et al. // Ann Thorac Surg. - 2008. - №86. - Р.1343-1347.

11. Morales, D.L. A new era: use of an intracorporeal systemic ventricular assist device to support a patient with a failing Fontan circulation / D.L. Morales, I. Adachi, J.S. Heinle, et al. // J Thorac Cardiovasc Surg. - 2011. - №142. - P.138-140.

12. Throckmorton, A. L. Pediatric Circulatory Support: Current Strategies and Future Directions. Biventricular and Univentricular Mechanical Assistance / A. L. Throckmorton, S. G. Chopski // ASAIO Journal. - 2008. - № 54. - P. 491-497.

13. Brancaccio, G. Ventricular assist devices as a bridge to heart transplantation or as destination therapy in pediatric patients / G. Brancaccio, S. Filippelli, G. Michielon, et al. // Transplant Proc. - 2012. - №44. - P.2007-2012.

14. Duncan, B.W. Mechanical circulatory support for pediatric cardiac patients / B.W. Duncan, V. Hraska, R.A. Jonas // Circulation. - 1996. - №94. - P.173.

15. Reiss, N. Acute fulminant myocarditis in children and adolescents: the role of mechanical circulatory assist / N. Reiss, A. El-Banayosy, L. Arusoglu, et al // ASAIO J. - 2006. - №52. - P.211-214.

16. Duncan, B.W. Mechanical circulatory support in children with cardiac disease / B.W. Duncan, V. Hraska, R.A. Jonas, et al. // J Thorac Cardiovasc Surg. - 1999. -№117. - P.529-542.

17. Ibrahim, A.E. Long-term follow-up of pediatric cardiac patients requiring mechanical circulatory support / A.E. Ibrahim, B.W. Duncan, E.D. Blume, et al. // Ann Thorac Surg. - 2000. - №69. - P.186-192.

18. Khan, A. Mechanical circulatory assistance in pediatric patients with cardiac failure / A. Khan, A.B. Gazzaniga // Cardiovasc Surg. - 1996. - №4. - P.43-49.

19. Hetzer, R. Mechanical circulatory support and heart transplantation / R. Hetzer, E. Hennig, A. Schiessler, et al. // J Heart Lung Transplant. - 1992. - №11. - P.175-181.

20. Sidiropoulos, A. Pediatric circulatory support / A. Sidiropoulos, H. Hotz, W. Konertz // J Heart Lung Transplant. - 1998. - №17. - P. 1172-1176.

21. Duncan, B.W. Pediatric mechanical circulatory support in the United States: past, present, and future / B.W. Duncan // ASAIO J. - 2006. - №52. - P.525-529.

22. Duncan, B.W. Mechanical circulatory support for infants and children with cardiac disease / B.W. Duncan // Ann Thorac Surg. - 2002. - №73. - P.1670-1677.

23. Deng, M.C. Mechanical circulatory support for advanced heart failure: Effect of patient selection on outcome / M.C. Deng, M. Loebe, A. El-Banayosy, et al. // Circulation. - 2001. - №103. - P.231-237.

24. Loebe, M. Long-term mechanical circulatory support as a bridge to transplantation, for recovery from cardiomyopathy, and for permanent replacement / M. Loebe, E. Hennig, J. Muller, et al. // J Cardiothorac Surg. - 1997. - №11. - P. 18-24.

25. Chen, J.M. Adecade of pediatricmechanical circulatory support before and after cardiac transplantation / J.M. Chen, M.E. Richmond, K. Charette, et al. // J Thorac Cardiovasc Surg. - 2012. - №143. - P.344-351.

26. Brancaccio, G. Mechanical assist device as a bridge to heart transplantation in children less than 10 kilograms / G. Brancaccio, A. Amodeo, Z. Ricci, et al. // Ann Thoracac Surg. - 2010. - №90. - P.58-62.

27. Karimova, A. Mechanical bridging to orthotopic heart transplantation in children weighing less than 10 kg: feasibility and limitations / A. Karimova, C. Van Doorn, K. Brown, et al. // Eur J Cardiothorac Surg. - 2011. - №39. - P.304-309.

28. Kirklin, J.K. Mechanical circulatory support as a bridge to pediatric cardiac transplantation / J.K. Kirklin // Semin Thorac Cardiovasc Surg Pediatr Card Surg Annu. - 2008. - №80(5).

29. Pennington, D.G. Circulatory support in infants and children / D.G. Pennington, M.T. Swartz // Ann Thorac Surg. - 1993. - №55. - P.233-237.

30. Zafar, F. Pediatric heart transplant waiting list mortality in the era of ventricular devices assist / F. Zafar, C.Castleberry, M.S. Khan , Mehta V., et al. // J Heart Lung Transplant. - 2015. - №34(1). - P.82-88.

31. Coskun, O. Outcome of heart transplantation in pediatric recipients; experience in 128 patients / O. Coskun, A. Parsa, T. Coskun, et al. // ASAIO J. - 2007. - №53(1). -P.107-110.

32. Death on the pediatric waiting list: scope of the problem. Paper presented at: Summit on Organ Donation and Transplantation; March 2007; San Antonio, Tex.

33. West, L.J. Impact on outcomes after listing and transplantation, of a strategy to accept ABO blood group-incompatible donor hearts for neonates and infants / L.J. West, T. Karamlou, A.I. Dipchand, et al // J Thorac Cardiovasc Surg. - 2006. - №131. -P.455-461.

34. Morrow, W.R. Pediatric Heart Transplantation Study Group. Outcome of listing for heart transplantation in infants younger than six months: predictors of death and interval to transplantation / W.R. Morrow, D. Naftel, R. Chinnock, et al. // J Heart Lung Transplant. - 1997. - №16. - P.1255-1266.

35. Morrow, W.R. Survival after listing for cardiac transplantation in children / W.R. Morrow, E. Frazier, D.C. Naftel // Prog Pediatr Cardiol. - 2000. - №11. - P.99 -105.

36. Nield, L.E. Outcomes for children with cardiomyopathy awaiting transplantation / L.E. Nield, B.W. McCrindle, D.J. Bohn, et al. // Cardiol Young. - 2000. - №10. - P.358 -366.

37. Mital, S. Outcome of children with end-stage congenital heart disease waiting for cardiac transplantation / S. Mital, L.J. Addonizio, J.M. Lamour, et al. // J Heart Lung Transplant. - 2003. - №22. - P.147-153.

38. Feingold, B. Survival in allosensitized children after listing for cardiac transplantation / B. Feingold, P. Bowman, A. Zeevi, et al. // J Heart Lung Transplant. -2007. - №26. - P.565-571.

39. Pollock-BarZiv, S.M. Competing outcomes after neonatal and infant waitlisting for heart transplantation / S.M. Pollock-BarZiv, B.W. McCrindle, L.J. West, et al. // J Heart Lung Transplant. - 2007. - №26. - P.980-985.

40. Chen, J.M. Multivariate analysis of factors affecting waiting time to heart transplantation / J.M. Chen, A.D. Weinberg, E.A. Rose, et al. // Ann Thorac Surg. -1996. - №61. - P.570-575.

41. Allan, C.K. Indication for initiation of mechanical circulatory support impacts survival of infants with shunted single-ventricle circulation supported with

extracorporeal membrane oxygenation / C.K. Allan, R.R. Thiagarajan, P.J. del Nido // J Thorac Cardiovasc Surg. - 2007. - №133. - P.660-667.

42. Towbin, J.A. Incidence, causes, and outcomes of dilated cardiomyopathy in children / J.A. Towbin, A.M. Lowe, S.D. Colan, et al. // JAMA. - 2006. - №296. - P.1867-1876.

43. Almond, C.S. Waiting list mortality among children listed for heart transplantation in the United States / C.S. Almond, R.R. Thiagarajan, G.E. Piercey, et al. // Circulation.

- 2009. - №119. - P.717-727.

44. Mah, D. Incidence and risk factors for mortality in infants awaiting heart transplantation in the USA / D. Mah, T.P. Singh, R.R. Thiagarajan, et al. // J Heart Lung Transplant. - 2009. - №28. - P.1292-1298.

45. Rosenthal, D.N. Outcome while awaiting heart transplantation in children: a comparison of congenital heart disease and cardiomyopathy / D.N. Rosenthal, A.M. Dubin, C. Chin // J Heart Lung Transplant. - 2000. - №19. - P.751-755.

46. Kirklin, K. The Fourth INTERMACS annual Report: 4,000 implants and counting / K. Kirklin, D. Naftel, R. Kormos et al. // The Journal of Heart and Lung Transplantation. - 2012. - № 31(2). - P. 117-126.

47. Haines, N.M. Comparison of two extracorporeal life support systems with pulsatile and nonpulsatile flow / N.M. Haines, S. Wang, J.L. Myers, et al. // Artif Organs. - 2009.

- №33. - P.958-966.

48. Moat, N.E. Circulatory support in infants with post-cardiopulmonary bypass left ventricular dysfunction using a left ventricular assist device / N.E. Moat, A. Pawade, B.C.Lewis, et al. // Eur J CardiothoracSurg. - 1990. - №4. - P.649-652.

49. Betit, P. Extracorporeal membrane oxygenation neonatal respiratory failure / P. Betit, N. Craig // Respiratory care. - 2009. - №54(9). - 1244-1251.

50. El-Banayosy, A. Recovery of organ dysfunction during bridging to heart transplantation in children and adolescents / A. El-Banayosy, L. Arusoglu, G. Kleikamp, et al. // Artificial organs. - 2003. - №26(5). - P.395-400.

51. Mugford, M. Extracorporeal membrane oxygenation for severe respiratory failure in newborn infants / M. Mugford, D. Elbourne, D. Field // Cochrane Data Syst Rev. -2008. - №3. - CD001340.

52. Kugelman, A. Extracorporeal membrane oxygenation in infants with meconium aspiration syndrome: a decade of experience with venovenous ECMO / A. Kugelman, E. Gangitano, R. Taschuk, et al. // J Pediatr Surg. - 2005. - №40. - P.1082-1089.

53. Sievert, A.N. Trends and emerging technologies in extracorporeal life support: results of the 2006 ECLS survey / A.N. Sievert, A.G. Shackelford, M.M. McCall // J Extra Corpor Technol. - 2009. - №41. - P.73-78.

54. Fleming, G.M. Mechanical component failures in 28 171 neonatal and pediatric extracorporeal membrane oxygenation courses from 1987 to 2006 / G.M. Fleming, J.G. Gurney, J.E. Donohue, et al. // Pediatr Crit Care Med. - 2009. - №10. - P. 439-444.

55. Lawson, D.S. North American neonatal extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) devices and team roles: 2008 survey results of Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) centers / D.S. Lawson, A.F. Lawson, R. Walczak, et al. // J Extra Corpor Technol. - 2008. - №40. - P.166-174.

56. Jaggers, J.J. Extracorporeal membrane oxygenation for infant postcardiotomy support: significance of shunt management / J.J. Jaggers, J.M. Forbess, A.S.Shah, et al. // Ann Thorac Surg. - 2000. - №69. - P.1476-1483.

57. Fisher, J.C. Extracorporeal membrane oxygenation for cardiopulmonary failure in pediatric patients: Is a second course justified? / J.C. Fisher, C.J.H. Stolar, R.A. Cowles // J Surgical Research. - 2008. - №148. - P. 100-108.

58. Black, M.D. Determinants of success in pediatric cardiac patients undergoing extracorporeal membrane oxygenation / M.D. Black, J.G. Coles, W.G. Williams, et al. // Ann Thorac Surg. - 1995. - №60. - P.133-138.

59. Kulik, T.J. Outcome-associated factors in pediatric patients treated with extracorporeal membrane oxygenator after cardiac surgery / T.J. Kulik, F.W. Moler, J.M. Palmisano, et al. // Circulation. - 1996. - №94. - P.63-68.

60. Cofer, B.R. Extracorporeal membrane oxygenation in the management of cardiac failure secondary to myocarditis / B.R. Cofer, B.W. Warner, A. Stallion, et al. // J Pediatr Surg. - 1993. - №28. - P.669-672.

61. Grundl, P.D. Successful treatment of acute myocarditis using extracorporeal membrane oxygenation / P.D. Grundl, S.A. Miller, P.J. del Nido, et al. // Crit Care Med.

- 1993. - №21. - P.302-304.

62. Kawahito, K. Usefulness of extracorporeal membrane oxygenation for treatment of fulminant myocarditis and circulatory collapse / K. Kawahito, S. Murata, T. Yasu, et al. // Am J Cardiol. - 1998. - №82. - P.910-921.

63. Talor, J. Comparison of perfusion quality in hollow-fiber membrane oxygenators for neonatal extracorporeal life support / J. Talor, S. Yee, A. Rider, et al. // Artif Organs. -2010. - №34. - P.110-116.

64. Vasavada, R. Impact of oxygenator selection on hemodynamic energy indicators under pulsatile and non-pulsatile flow in a neonatal ECLS model / R. Vasavada, S. Khan, F. Qiu, et al. // Artif Organs. - 2011. - №31. - P.101-107.

65. Qiu, F. Evaluation of two pediatric polymethyl pentene membrane oxygenators with pulsatile and nonpulsatile perfusion / F. Qiu, S. Khan, J. Talor, et al // Perfusion. - 2011.

- №26. - P.229-238.

66. Thiara, A.P. Evaluation of oxygenators and centrifugal pumps for long-term pediatric extracorporeal membrane oxygenation / A.P. Thiara, T.N. Hoel, F. Kristiansen, et al. // Perfusion. - 2007. - №22. - P.323-6.

67. Firmin, R.K. Perfusion / R.K. Firmin, H.M. Killer // Heart Link ECMO Centre. -1999. - №6. - P. 291-297.

68. Shen, I. Effect of extracorporeal membrane oxygenation on left ventricular function of swine / I. Shen, F.H. Levy, C.R. Vocelka, et al. // Ann Thorac Surg. - 2001. - №71. - P.862-867.

69. Eugene, J. Vented cardiac assistance: ECMO versus left heart bypass for acute left ventricular failure / J. Eugene, R.A. Ott, S.J. McColgan, et al. // ASAIO Trans. - 1986. -№32. - P.538-541.

70. Eugene, J. Vented ECMO for biventricular failure / J. Eugene, S.J. McColgan, H.V. Roohk, et al. // ASAIO Trans. - 1987. - №33. - P.579-83.

71. Black, M.D. Determinants of success in pediatric cardiac patients undergoing extracorporeal membrane oxygenation / M.D. Black, J.G. Coles, W.G. Williams, et al. // Ann Thorac Surg. - 1995. - №60. - P.133-138.

72. Walters, H.L. Pediatric cardiac surgical ECMO: multivariate analysis of risk factors for hospital death / H.L. Walters, M. Hakimi, M.D. Rice, et al. / Ann Thorac Surg. -1995. - №60. - P.329-337.

73. Towne, B.H. Long-term follow-up of infants and children treated with extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) / B.H. Towne, I.T. Lott, D.A. Hicks, et al. // J Pediatr Surg. - 1985. - №20. - P.410-414.

74. Watterson, P.A. VentrAssist hydrodynamically suspended, open, centrifugal blood pump / P.A. Watterson, J.C. Woodard, V.C. Ramsden, et al. // Artif Organs. - 2000. -№24. - P.475-477.

75. Yamazaki, K. An implantable centrifugal blood pump with a recirculating purge system (Cool-Seal system) / K. Yamazaki, P. Litwak, O. Tagusari, et al. // Artif Organs. - 1998. - №22. - P.466-74.

76. Hart, R.M. A magnetically suspended and hydrostatically stabilized centrifugal blood pump / R.M. Hart, V.G. Filipenco, T.V. Kung // Artif Organs. - 1996. - №20. - P.591-6.

77. Schima, H. An implantable seal-less centrifugal pump with integrated double-disk motor / H. Schima, H. Schmallegger, L. Huber, et al // Artif Organs. - 1995. - №19. -P.199-203.

78. Wakisaka, Y. Development of an implantable centrifugal blood pump for circulatory assist / Y. Wakisaka, Y. Taenaka, K. Chikanari, et al. // ASAIO J. - 1997. -№43. - P.608-14.

79. Karl, T.R. Centrifugal pump left heart assist in pediatric cardiac operations. Indication, technique, and results / T.R. Karl, S. Sano, S. Horton, et al. // J Thorac Cardiovasc Surg. - 1991. - №102. - P.624-630.

80. Thuys, C.A. Centrifugal ventricular assist in children under 6 kg / C.A. Thuys, R.J. Mullaly, S.B. Horton, et al. // Eur J Cardiothorac Surg. - 1998. - №13. - P.130-134.

81. Lawson, D.S. Hemolytic characteristics of three commercially available centrifugal blood pumps / D.S. Lawson, R. Ing, I.M. Cheifetz, et al. // PediatrCrit Care Med. -2005. - №6. - P.573-577.

82. Horton, S. Experience with the Jostra Rotaflow and QuadroxD oxygenator for ECMO / S. Horton, C. Thuys, M. Bennett, et al. // Perfusion. - 2004. - №19. - P. 17-23.

83. Ibrahim, A.E. Long-term follow-up of pediatric cardiac patients requiring mechanical circulatory support / A.E. Ibrahim, B.W. Duncan, E.D. Blume, et al. // Ann Thorac Surg. - 2000. - №69(1). - P.186-192.

84. Roland, H. Mechanical Cardiac Support in the Young with the Berlin Heart EXCOR Pulsatile Ventricular Assist Device: 15 Years Experience / H. Roland, A-M. Vladimir, W. Yuguo, et al. // Thorac Cardiovasc Surg Pediatr Card Surg Ann. - 2006. - №9. -P.99-108.

85. Hetzer, R. Circulatory support with pneumatic paracorporeal ventricular assist device in infants and children / R. Hetzer, M. Loebe, E.V.Potapov, et al. // Ann Thorac Surg. - 1998. - №66. - P.1498-1506.

86. Hetzer, R. Improvement in survival after mechanical circulatory support with pneumatic pulsatile ventricular assist devices in pediatric patients / R. Hetzer, E. Potapov, B. Stiller, et al. // Ann Thorac Surg. - 2006. - №82. - P.917-924.

87. Reinhartz, O. Current clinical status of pulsatile pediatric circulatory support / O. Reinhartz, B. Stiller, R. Eilers, et al. // ASAIO J. - 2002. - №48. - P.455-459.

88. Hetzer, R. Mechanical cardiac support in the young with the Berlin Heart EXCOR pulsatile ventricular assist device: 15 years" experience / R.Hetzer, V. Alexi-Meskishvili, Y. Weng, et al. // Semin Thorac Cardiovasc Surg Pediatr Card Surg Annu. - 2006. - P.99- 108.

89. Laliberte, E. The combined use of extracorporeal life support and the Berlin Heart pulsatile pediatric ventricular assist device as a bridge to transplant in a toddler / E.

Laliberte, R. Cecere, C. Tchervenkov, et al. // J Extra Corpor Technol. - 2004. - №36. -P.158-161.

90. Stiller, B. Pneumatic pulsatile ventricular assist devices in children under 1 year of age / B. Stiller, Y. Weng, M. Hubler, et al. // Eur J Cardiothorac Surg. - 2005. - №28. -P.234-239.

91. Kaufmann, F. Improving the antithrombogenity of artificial surfaces through heparin coating - Clinical experience with the pneumatic extracorporeal Berlin Heart assist device / F. Kaufmann, E. Hennig, M. Loebe, et al. // J Anasthesie Intensiv behandlung. - 1997. - №4. - P.56-60.

92. Stiller, B. Heart transplantation in children after mechanical circulatory support with pulsatile pneumatic assist device / B. Stiller, R. Hetzer, Y. Weng, et al // J Heart Lung Transplant. - 2003. - №22. - P.1201-1208.

93. Hetzer, R. Improvement in survival after mechanical circulatory support with pneumatic pulsatile ventricular assist devices in pediatric patients / R. Hetzer, E. Potapov, B. Stiller, et al. // Ann Thorac Surg. - 2006. - №82. - P.917-924.

94. Hetzer, R. Mechanical cardiac support in the young with the Berlin Heart EXCOR pulsatile ventricular assist device: 15 years' experience / R. Hetzer, V. Alexi-Meskishvili, Y. Weng, et al. // Semin Thorac Cardiovasc Surg Pediatr Card Surg Annu. - 2006. - P. 99-108.

95. Morales, D.L. Bridging children of all sizes to cardiac transplantation: the initialmulticenter NorthAmerican experiencewith the Berlin Heart EXCOR ventricular assist device / D.L. Morales, C.S. Almond, R.D. Jaquiss, et al. // J Heart Lung Transplant. - 2011. - №30. - P.1-8.

96. Humpl, T. The Berlin Heart EXCOR Pediatrics-The SickKids Experience 20042008 / T. Humpl, S. Furness, C. Gruenwald // Artif Organs. - 2010. - №34. - P. 1082-6.

97. Rockett, S.R. Preliminary single center North American experience with the Berlin Heart pediatric EXCOR device / S.R. Rockett, J.C. Bryant, W.R. Morrow, et al. // ASAIO J. - 2008. - №54. - P.479-82.

98. Malaisrie, S.C. Pneumatic paracorporeal ventricular assist device in infants and children: initial Stanford experience / S.C. Malaisrie, M.P. Pelletier, J.J. Yun, et al. // J Heart Lung Transplant. - 2008. - №27. - Р.173-7.

99. Чернявский, А.М. Механическая поддержка у больных с терминальной сердечной недостаточностью / А.М. Чернявский, Д.В. Доронин, И.А. Корнилов и др. // Журнал Имени Академика Б.В. Петровского. - 2014. - №2. - С. 25-34.

100. Chernyavskiy, A.M. Left Ventricular Assist Device Implantation Combined with Surgical Ventricular Reconstruction / A.M. Chernyavskiy, A.V. Marchenko, V.V. Lomivorotov, et al. // Tex. Heart Inst. JOURNAL - 2012. - №39 (5). - Р. 627-629.

101. Dembitsky, W.P. Left ventricular assist device performance with long term circulatory support: lessons from the REMATCH trial / W.P. Dembitsky, A.J. Tector, S. Park et al. / Ann. Thorac. Surg. - 2004. - №78 (6). - Р. 2123-2130.

102. Бокерия, Л.А. применение системы вспомогательного кровообращения «Berlin Heart Excor» у пациентов с терминальной стадией сердечной недостаточности / Л.А. Бокерия, К.В. Шаталов, В.Ю. Мерзляков и др. // Журнал «Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева». - 2010. -№11. - С. 106.

103. Baldwin, J.T. The National Heart, Lung, and Blood Institute Pediatric Circulatory Support Program / J.T. Baldwin, H.S. Borovetz, B.W. Duncan, et al // Circulation. -2006. - №113. - Р.147-155.

104. Johnson, C.A. Biocompatibility Assessment of the First Generation PediaFlow Pediatric Ventricu lar Assist Device / C.A. Johnson , S.Vandenberghe, A.R. Daly, et al / Artificial Organs. - 2011. - №35. - Р.9-21.

105. Fukamachi, K. The PediPump: development status of a new pediatric ventricular assist device: update II. / K. Fukamachi, F. Cingoz, Y. Ootaki, et al. //ASAIO JOURNAL - 2006. - №52(5). - Р. 581-587.

106. Pantalos, G.M. In Vitro Characterization and Performance Testing of the Ension Pediatric Cardiopulmonary Assist System / G.M. Pantalos, Т. Horrell, Т. Merkley, et al. / ASAIO Journal. - 2009. - №55. - Р.282-286.

107. Duncan, B.W. Jarvik 2000 pump technology and miniaturization. / B.W. Duncan, D.T. Dudzinski, L. Gu, et al. / Heart Fail Clin. - 2014. - №10(1). - Р.27-38.

108. Westaby, W. The Jarvik 2000 Oxford system: increasing the scope of mechanical circulatory support / W. Westaby, T. Katsumata, R. Evans, et al // J Thorac Cardiovasc Surg. - 1997. - №114. - Р.467-74.

109. Potapov, E.V. Pulsatile flow in patients with a novel nonpulsatile implantable ventricular assist device / E.V. Potapov, M. Loebe, B.A. Nasseri, et al. // Circulation. -2000. - №102(3). - Р.183-187.

110. Siegenthaler, M.P. Mechanical reliability of the Jarvik 2000 Heart / M.P. Siegenthaler, O.H. Frazier, F. Beyersdorf, et al. // Ann Thorac Surg. - 2006. - №81. - Р. 1752-1759.

111. Carney, E.L. Animal model development for the Penn State pediatric ventricular assist device / E.L. Carney, J.B. Clark, J.L. Myers, et al. /Artificial Organs. - 2009. - №33. - Р.953-957.

112. Bjork, V.O. Optimal Orientation of the 60 and the 70 Bjork-Shiley Tilting Disc Valves / V.O. Bjork // Scandinavian Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. -1982. - №16. - Р.113-118.

113. Aagaard, J. The Carbomedics aortic heart valve prosthesis: a review / J. Aagaard // Cardiovasc Surg (Torino). - 2004. - №45(6). - Р. 531-534.

114. Baldwin, J.T. The National Heart, Lung, and Blood Institute Pediatric Circulatory Support Program. A summary of the 5-Year Experience / J.T. Baldwin, H.S. Borovetz, B.W. Dunkan, et al. // Circulation. - 2011. - №123. - Р. 1233-1240.

115. Готье, С.В Первый опыт клинического применения отечественного аппарата вспомогательного кровообращения на базе имплантируемого осевого насоса для двухэтапной трансплантации сердца / С.В. Готье, Г.П. Иткин, С.Ю. Шемакин, и др.// Вестник трансплантологии и искусственных органов. - 2013. - № 3. - С.92-101.

116. Westerhjf, N. An artificial arterial system for pumping hearts / N. Westerhjf G.Elzinger, P. Sipkema // Journal of applied physiology. - 1971. - №31(5). - P. 776-781.

117. Timms, D.. Complete mock circulation loop for the evaluation of left, right, and biventricular assist devices / D. Timms, M. Hayne, K. McNeil // Artificial Organs. -2005. - №29(7). - P.564-572.

118. Schima, H. Mechanical blood traumatization by tubing and throttles in in vitro pump tests: experimental results and implications for hemolysis theory / H. Schima, M.R. Müller, S. Tsangaris, et al. // Artificial Organs. - 1993. - №17. - P.164-170.

119. Naito, K. Comparative hemolysis study of clinically vailable centrifugal pumps / K. Naito, E. Suegana, Z-L. Cao, et al. // Artificial Organs. - 1966. - №20(6). - P.560-563.

120. Maruyama, O. Hemolytic evaluation using polyurethane microcapsule suspensions in circulatory support devices: normalized index of hemolysis comparisons of commercial centrifugal blood pumps / O. Maruyama, K. Yamaguch, M. Nishida, et al. // artificial Organs. - 2007. - №32(2). - P.146-156.

121. Gittard, S.D. Laser direct writing of micro- and nano-scale medical devices / S.D. Gittard, R.J. Narayan // Expert Rev Med Devices. - 2010. - №7(3). - P.343-56.

122. Guyton, A.C. Textbook of Medical Physiology / A.C. Guyton, J.E. Hall. -Saunders, 2011.

123. Kormos, R.L. Mechanical Circulatory Support: A Companion to Braunwald's Heart Disease / R.L. Kormos, L.W. Miller. - Elsevier, 2011.

124. Khalil, H.A. Preload sensitivity of the Jarvik 2000 and HeartMate II LVADs / H.A. Khalil, W.E. Cohn, R.W. Metcalfe // ASAIO JOURNAL - 2008. - №54. - P.245-248.

125. Itkin, G.P. Comparative hemolysis tests of rotary blood pump / G.P. Itkin, Y.G. Matveev, O.V. Romanov // Artificial Organs. - 1995. - №19(7). - P.616-619.

126. Leverett, L.B. Red blood cell damage by shear stress / L.B. Leverett, J.D. Hellums, C.P. Alfrey, et al. // Biophys J. - 1972. - №12. - P.257-272.

127. Paul, R. Recent findings on flow induced blood damage: critical shear stresses and exposure times obtained with a high shear stress Couette system / R. Paul, F. Schügner, H. Reul, et al. // Artificial Organs. - 1999. - №23. - P.680.

128. Wurzinger, L.J. Mechanical blood trauma: an overview / L.J.Wurzinger, R. Opitz, H. Eckstein // Angeiologie. - 1986. - №38. - P.81-97.

129. Yeleswarapu, K.K. A mathematical model for shear induced hemolysis / K.K. Yeleswarapu, J.F. Antaki, M.V.Kameneva, et al. // Artificial Organs. - 1995. - №19. -P.576-582.

130. Apel, J. Assessment of hemolysis related quantitie in a microaxial blood pump by computational fluid dynamics / J. Apel, R. Paul, S. Klaus // Artificial Organs. - 2001. -№25. - P.341-347.

131. Huang, C.R. A rheological equation characterizing both the time dependent and steady state viscosity of human blood / C.R. Huang, W. Fabisiak // AIChE Symp Series. - 1978;whole:19-21.

132. ASTM F1841-97: Standard Practice for Assessment of Hemolysis in Continuous Flow Blood Pumps, 2005.

133. Tayama, E. Reconsideration of total erythrocyte destruction phenomenon / E. Tayama, T. Shimono, K. Makinouchi, et al. // Artif Organs. - 1997. - №21. - P.704-9.

134. Mizuguchi, K. Does hematocrit affect in vitro hemolysis test results? Preliminary study with Baylor/ NASA Prototype axial flow pump / K. Mizuguchi, G. Damm, G. Aber, et al // Artif Organs. - 1994. - №18. - P.650-6.

135. Hashimoto S. Erythrocyte destruction under periodically fluctuating shear rate; comparative study with constant shear rate / S. Hashimoto // Artif Organs. - 1989. -№13. - P.458-63.

136. Paul, R. Recent findings on flow induced blood damage: critical shear stresses and exposure times obtained with a high shear stress Couette system / R. Paul, F. Schügner, H. Reul, et al. // Artif Organs. - 1999. - №23. - P.680.

137.Yeleswarapu, K.K. A mathematical model for shear induced hemolysis / K.K. Yeleswarapu, J.F. Antaki, M.V. Kameneva, et al. // Artif Organs. - 1995. - №19. -P.576-82.

138. Apel, J. Assessment of hemolysis related quantitie in a microaxial blood pump by computational fluid dynamics / J. Apel, R. Paul, S. Klaus, et al // Artif Organs. - 2001. -№25. - P.341-7.

139. Huang, C.R. A rheological equation characterizing both the time dependent and steady state viscosity of human blood / C.R. Huang, W. Fabisiak // AIChE Symp Series. - 1978. - whole:19-21.

140.Yasuda, T. Influence of static pressure and shear rate on hemolysis of red blood cells / T. Yasuda, A. Funakubo, F. Miyawaki, et al // ASAIO J. - 2001. - №47. - P.351-3.

141. Kawahito, K. Hemolysis in different centrifugal pumps / K. Kawahito, Y. Nose // Artif Organs. - 1997. - №21. - P.323-6.

142.Tamari, Y. The effects of pressure and flow on hemolysis caused by Bio-Medicus centrifugal pumps and roller pumps. Guidelines for choosing a blood pump / Y. Tamari, K. Lee-Sensiba, E.F. Leonard, et al. // J Thorac Cardiovasc Surg. - 1993. - №106. -P.997-1007.

143. Shimono, T. Total erythrocyte destruction time. The new index for the haemolytic performance of rotary blood pumps / T. Shimono, K. Makinouchi, Y. Nose // Artif Organs. - 1995. - №19. - P.571-5.

144. Mueller, M.R. In vitro hematological testing of rotary blood pumps; remarks on standardization and data interpretation / M.R. Mueller, H. Schima, H. Engelhardt, et al. // Artif Organs. - 1993. - №17. - P. 103-10.

145. Steines, D. Platelet function and hemolysis in centrifugal pumps: in vitro investigations / D. Steines, D. Westphal, C. Goebel, et al. // Int J Artif Organs. - 1999. -№22. - P.559-65.