RESUMO
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Humanos , Masculino , Pessoa de Meia-Idade , Procedimentos Cirúrgicos Minimamente Invasivos/métodos , Bombas Centrífugas/métodos , Cardiomiopatia Dilatada/cirurgia , Disfunção Ventricular Esquerda/cirurgia , Coração Auxiliar , Espanha , Complicações Intraoperatórias/prevenção & controleRESUMO
A hemólise induzida mecanicamente em sistemas de bombeamento centrífugo é um processo complexo para o qual ainda se almeja um modelo matemático que possa auxiliar eficazmente o desenvolvimento e otimização destes dispositivos médicos. Este trabalho propõe um equacionamento matemático do escoamento do fluido sanguíneo no interior de bombas centrífugas, levando-se em consideração as variações do campo de tensões através de uma abordagem reológica não-newtoniana. A destruição da fase globular é modelada matematicamente por uma distribuição estatística. Tal modelo bifásico simplificado é utilizado em simulações numéricas de experimentos virtuais propostos e padronizados pela comunidade científica internacional especializada. A validação do modelo é realizada através de comparação com resultados referenciais. Os resultados obtidos demonstram um nova possibilidade de solução numérico-computacional para o problema da hemólise por trauma mecânico.
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Análise Numérica Assistida por Computador , Bombas Centrífugas , Computação Matemática , Coração Auxiliar , Hemólise , Mecânica dos Fluidos , Simulação por ComputadorRESUMO
Contexto e objetivos: Estudos sugerem que a utilização da bomba centrífuga na circulação extracorpórea é melhor do ponto de vista fisiológico se comparada a bomba de rolete nos pacientes submetidos a cirurgia cardíaca. O objetivo do trabalho é avaliar os níveis séricos delactato em pacientes submetidos a cirurgia de revascularização do miocárdio utilizando as bombas de rolete e centrífugas durante a circulação extracorpórea (CEC) como um marcador prognóstico. Desenho e local: Trata-se de um estudo observacional retrospectivo, baseado em levantamento de dados de prontuários médico hospitalares, realizado no Hospital Sírio-Libanês. Método: Foi estudada uma coorte histórica de pacientes, dividida em dois grupos: o primeiro grupo, de 61 pacientes, operados no período de março de 2007 a julho de 2008, com bomba rolete, e o segundo grupo, de 74 pacientes, no período de julho de 2008 a fevereiro de 2011, com bomba centrífuga. As amostras sanguíneas dos pacientes foram colhidas em quatro diferentes tempos durante a operação: pré-circulação extracorpórea (T1); hipotermia a 32 °C (T2); hipotermia a 34 °C (T3); pós-circulação extracorpórea (T4). Resultados: Houve diferença significativa na amostra do lactato em T4 (P = 0,049). Conclusão: Na bomba centrífuga, observamos melhora do lactato ao final da circulação extracorpórea em comparação com a bomba rolete.
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Humanos , Masculino , Feminino , Adulto , Pessoa de Meia-Idade , Idoso , Bombas Centrífugas , Estudos de Coortes , Revascularização MiocárdicaRESUMO
A new model of centrifugal blood pump for temporaryventricular assist devices has been developed andevaluated. The design of the device is based on centrifugalpumping principles and the usage of ceramic bearings,resulting in a pump with reduced priming (35 ± 2 mL) thatcan be applied for up to 30 days. Computational fluiddynamic (CFD) analysis is an efficient tool to optimizeflow path geometry, maximize hydraulic performance, andminimize shear stress, consequently decreasing hemolysis.Initial studies were conducted by analyzing flow behaviorwith different impellers, aiming to determine the bestimpeller design.After CFD studies, rapid prototyping technologywas used for production of pump prototypes withthree different impellers. In vitro experiments were performedwith those prototypes, using a mock loop systemcomposed of Tygon tubes, oxygenator, digital flow meter,pressure monitor, electronic driver, and adjustable clampfor flow control, filled with a solution (1/3 water, 1/3 glycerin,1/3 alcohol) simulating blood viscosity and density.Flow-versus-pressure curves were obtained for rotationalspeeds of 1000, 1500, 2000, 2500, and 3000 rpm.As the nextstep, the CFD analysis and hydrodynamic performanceresults will be compared with the results of flow visualizationstudies and hemolysis tests.
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Bombas Centrífugas , SangueRESUMO
A new model of blood pump for cardiopulmonary bypass (CPB) application has been developed and evaluated in our laboratories. Inside the pump housing is a spiral impeller that is conically shaped and has threads on its surface. Worm gears provide an axial motion of the blood column. Rotational motion of the conical shape generates a centrifugal pumping effect and improves pumping performance. One annular magnet with six poles is inside the impeller, providing magnetic coupling to a brushless direct current motor. In order to study the pumping performance, a mock loop system was assembled. Mock loop was composed of Tygon tubes (Saint-Gobain Corporation, Courbevoie, France), oxygenator, digital flowmeter, pressure monitor, electronic driver, and adjustable clamp for flow control. Experiments were performed on six prototypes with small differences in their design. Each prototype was tested and flow and pressure data were obtained for rotational speed of 1000, 1500, 2000, 2500, and 3000 rpm. Hemolysis was studied using pumps with different internal gap sizes (1.35, 1.45, 1.55, and 1.7 mm). Hemolysis tests simulated CPB application with flow rate of 5 L/min against total pressure head of 350 mm Hg. The results from six prototypes were satisfactory, compared to the results from the literature. However, prototype #6 showed the best results. Best hemolysis results were observed with a gap of 1.45 mm, and showed a normalized index of hemolysis of 0.013 g/100 L. When combined, axial and centrifugal pumping principles produce better hydrodynamic performance without increasing hemolysis.
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Bombas Centrífugas , Hemólise , SangueRESUMO
In the development of a ventricular assist device, computational fluid dynamics (CFD) analysis is an efficient tool to obtain the best design before making the final prototype. In this study, different designs of a centrifugal blood pump were developed to investigate flow characteristics and performance. This study assumed the blood flow as being an incompressible homogeneous Newtonian fluid. A constant velocity was applied at the inlet; no slip boundary conditions were applied at device wall; and pressure boundary conditions were applied at the outlet. The CFD code used in this work was based on the finite volume method. In the future, the results of CFD analysis can be compared with flow visualization and hemolysis tests.
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Bombas Centrífugas , HemodinâmicaRESUMO
A new dual impeller centrifugal blood pump has been developed as a research collaboration between Baylor College of Medicine and Institute Dante Pazzanese of Cardiology for long-term left ventricle assist device (LVAD).A design feature of this new pump is a dual impeller that aims to minimize a stagnant flow pattern around the inlet port. Several different materials were tested in order to adopt a double pivot bearing design originally developed by Prof. Dr. Yukihiko Nosé from Baylor College of Medicine. Hydraulic performance tests were conducted with two different inlet ports angle configurations 30° and 45°. Pump with inlet port angle of 45° achieved best values of pressure ahead and flow after 1800 rpm. Preliminary hemolysis tests were conducted using human blood. The pump showed good performance results and no alarming trace of hemolysis, proving to be a feasible long-term LVAD.
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Bombas Centrífugas , Disfunção Ventricular EsquerdaRESUMO
Apesar do aprimoramento da terapêutica clínica, alguns pacientes com insuficiência cardíaca atingem classe funcional IV refratária. Nessa situação, pode ser necessário tratamento cirúrgico, que deverá ser individualizado. Os pacientes com coronariopatia e déficit ventricular importante podem ter melhora da função ventricular e da classe funcional se factível a revascularização do miocárdio (leito coronariano adequado). Lembrar do tratamento do aneurisma ventricular quando presente. A cardiomioplastia (retalho muscular pediculado envolvendo e contraindo sincronicamente com o coração por marcapasso) pode melhorar a classe funcional a curto prazo, porém tem sido observada degeneração do músculo estriado a longo prazo. A ventriculectomia parcial (ressecção de parte do ventrículo esquerdo) tem ressurgido, embora abordando principalmente áreas fibróticas ou acinéticas, associada a outros procedimentos. A remodelação ventricular esquerda associada à correção da insuficiência mitral tem tido bons resultados, com melhora funcional e boa sobrevida a longo prazo em doentes com miocardiopatia dilatada com regurgitação mitral secundária. Em pacientes com QRS largo, a ressincronização das câmaras cardíacas com marcapasso biventricular é medida pouco invasiva, que oferece melhora da fração de ejeção e da classe funcional e pode reduzir a insuficiência mitral. Os desfibriladores implantáveis têm indicação nos pacientes que já foram reanimados após arritmias ventriculares malignas, mas não mudam a evolução da insuficiência cardíaca. O transplante cardíaco ainda é o tratamento de eleição para a insuficiência cardíaca classes funcionais III e IV, porque, apesar de risco de infecções e episódios de rejeição, esses pacientes têm sobrevida superior a 80 por cento no primeiro ano e superior a 65 por cento no quinto ano pós-transplante, com excelente qualidade de vida (classe funcional I).
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Humanos , Cães , Cardiomioplastia , Insuficiência Cardíaca/cirurgia , Insuficiência Cardíaca/epidemiologia , Insuficiência da Valva Mitral/cirurgia , Insuficiência da Valva Mitral/patologia , Transplante de Coração/efeitos adversos , Ventrículos do Coração/cirurgia , Aneurisma , Bradicardia , Cardiomiopatia Dilatada , Bombas Centrífugas , Morte Súbita , Desfibriladores Implantáveis , Balão Intra-Aórtico , Revascularização Miocárdica , Miocárdio Atordoado , Marca-Passo ArtificialAssuntos
Humanos , Circulação Assistida/classificação , Circulação Assistida/métodos , Circulação Extracorpórea/métodos , Cirurgia Torácica/métodos , Balão Intra-Aórtico/efeitos adversos , Balão Intra-Aórtico/métodos , Coração Auxiliar , Insuficiência Respiratória/cirurgia , Transplante de Coração/métodos , Tempo de Coagulação do Sangue Total , Ponte Cardiopulmonar/estatística & dados numéricos , Bombas CentrífugasAssuntos
Humanos , Circulação Assistida/classificação , Circulação Assistida/métodos , Coração Auxiliar , Circulação Extracorpórea/métodos , Tempo de Coagulação do Sangue Total , Balão Intra-Aórtico/métodos , Balão Intra-Aórtico/efeitos adversos , Cirurgia Torácica/métodos , Insuficiência Respiratória/cirurgia , Transplante de Coração/métodos , Bombas Centrífugas , Ponte Cardiopulmonar/estatística & dados numéricosRESUMO
Se exponen los principales aspectos del funcionamiento de las bombas centrifugas, parametros para su evaluacion, curvas caracteristicas de la bomba y del sistema, operacion en paralelo, la corrosion y los materiales de construcion, e instrucciones generales de operacion y mantenimiento
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Bombas Centrífugas , Bombas , Operação e Manutenção , CorrosãoAssuntos
Humanos , Anticoagulantes/uso terapêutico , Cateterismo/instrumentação , Bombas Centrífugas , Circulação Extracorpórea , Filtros , Defeitos dos Septos Cardíacos/complicações , Homeostase , Oxigenadores , Oxigenadores de Membrana , Estenose da Valva Pulmonar/complicações , Bombas , Instrumentos CirúrgicosRESUMO
Una de las complicaciones secundarias a la utilización de la circulación extracorpórea, es el sangrado postoperatorio debido al daño a los elementos formes de la sangre y a la activación de las diferentes cascadas, entre ellas coagulación, fibrinólisis y complemento. Se realizó un estudio prospectivo con el objetivo de evaluar el comportamiento de los elementos formes sanguíneos y factores de coagulación durante la circulación extracorpórea con bomba centrífuga contra bomba de rodillo. Se evaluó asimismo el consumo de los productos sanguíneos y se cuantificó el consumo de los productos transfundidos. En relación a las características demográficas no hubo diferencia entre ellos, el tiempo de by-pass cardiopulmonar fue menor a los 85 minutos, el flujo sanguíneo en la bomba centrífuga se mantuvo en promedio de 3.6 l contra 3.37 l que otorga la bomba de rodillo, siendo esto estadísticamente significativo. Las variables hematológicas fueron comparadas entre ambos grupos, no existiendo diferencias estadísticamente significativas. Sin embargo, el factor VIII, el fibrinógeno y las plaquetas presentan una tendencia a mantenerse en mayor cantidad que en el grupo control(rodillo). Por lo tanto: 1.- Existe una tendencia de conservación del factor VIII, número de plaquetas y preservación de fibrinógeno en los pacientes sometidos a biobomba. 2.- No existe diferencia significativa entre el número de unidades transfundidas, requeridas en el grupo de biobomba, contra el grupo de rodillo. 3.- Los pacientes sometidos a biobomba se encuentran mejor perfundidos durante la circulación extracorpórea. 4.- No existe diferencia en relación a la cantidad de sangrado en 24 hs entre el grupo de biobomba contra el grupo de rodillo
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Pessoa de Meia-Idade , Humanos , Masculino , Feminino , Ponte Cardiopulmonar , Bombas Centrífugas , Circulação Extracorpórea , Perda Sanguínea Cirúrgica/prevenção & controleRESUMO
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)
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Animais , Bovinos , Bombas Centrífugas , Hemólise , Técnicas In Vitro , Circulação SanguíneaRESUMO
Este trabalho apresenta um fluxômetro eletromagnético desenvolvido para medida do fluxo sangüíneo na tubulação da bomba centrífuga utilizada em circulação assistida. O sistema consiste de um circuito condicionador de sinal, geração dos sinais de controle, excitação da bobina e tratamento de sinal e um sensor. O sistema apresentou resposta linear e repetibilidade em testes "in vitro" (solução fisiológica, com variação de fluxo de 0 à 8 L/min).
Abstract - This paper presents an electromagnetic flowmeter for blood flow measurements during assisted circulation provided by centrifugal pump. The system consists of a signal conditioner circuit, control signals generator, exciting coil, signal treatment and sensor. The system had a linear response and repeatability during "in vitro" tests using saline solution, with a flow range of O to 8 L/min
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Reologia , Fenômenos Eletromagnéticos , Bombas Centrífugas , Circulação Assistida , Transdutores , Hemólise , Insuficiência Cardíaca/terapiaRESUMO
A "Spiral Pump" (SP) é uma bomba de sangue que utiliza, simultaneamente, os princípios de bombeamento axial e centrífugo, através da rotação de um fuso cônico. As características hidrodinâmicas da SP foram estudadas em diversas condições de bombeamento, utilizando um circuito composto de tubos e reservatório plásticos, com 500 ml de solução água-glicerina (37 por cento). O comportamento do fluxo foi estudado nas áreas mais importantes da bomba utilizando um plano de luz laser estroboscópica. Partículas plásticas, suspensas na solução, foram iluminadas pela luz laser durante o funcionamento da bomba. Vários testes de hemólise foram realizados "In Vitro" utilizando sangue bovino, simulando duas condições de bombeamento: bomba de assistência ventricular esquerda e bomba de circulação e oxigenação extracorpórea
Abstract: The Spiral Pump (SP) is a blood pump that utilizes the two well known centrifugai and axial pumping principies, simultaneously. The hydrodynamic performance of the pump was studied at severa! test conditions, using a closed circuit loop with plastic tubes and reservoir, filled with 500 mi of 37% glycerin-water solution. The results show that the SP has good pumping performance. The flow behavior was studied in the most important areas of the pump using a stroboscopic planar helium-neon laser light. Amberlite plastic particles (80 mesh) were used in suspension in the solution and were illuminated by the laser light during the pumping process. Severa! in vitro hemolysis tests were performed using bovine blood, simulating two pump conditions: as left ventricular assist device and as cardiopulmonary bypass
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Bombas de Fluxo Axial , Bombas Centrífugas , Fluxo Pulsátil , Hemólise , Velocidade do Fluxo Sanguíneo , Disfunção Ventricular Esquerda , Segurança de EquipamentosRESUMO
El autor detalla las características de diferentes bombas centrífugas, la selección de bombas, el diseño de estaciones elevadoras considerando también la factibilidad económica. Todos los temas están acompañados de todo tipo de datos y figuras explicativas
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Bombas , Bombas Centrífugas , Estações de Bombeamento , Otimização de ProcessosRESUMO
El autor detalla las características de diferentes bombas centrífugas, la selección de bombas, el diseño de estaciones elevadoras considerando también la factibilidad económica. Todos los temas están acompañados de todo tipo de datos y figuras explicativas
