Total Artificial Heart. Corso di Bioingegneria

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Rosalinda Marchetti
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1 Total Artificial Heart Corso di Bioingegneria

2 Il Cuore Artificiale

3 Mercato del TAH Persone affette da malattie cardiache negli USA: Trapianti di cuore in un anno: (2400 in USA) Valore del Mercato negli USA: 10 billion $

4 Progetti per cuore artificiale: Abiocor (Abiomed) Ventrassist (Micromedical) Lion heart (Univerity of Pensillvanya) Heart Mate

5 Evoluzione del TAH Designed by Drs. Willem Kolff and Tetsuzo Akutsu in 1958, this polyvinyl chloride device sustained a dog for 90 minutes Dr. Willem Kolff and his team developed this silicone rubber heart for a calf in 1965.

The patient survived for almost three days with the artificial heart and 36 hours more with a transplanted heart.

6 Evoluzione del TAH This 1969 heart, designed by Dr. Domingo Liotta, was the first to be implanted in a human being as a bridge to transplant. The patient survived for almost three days with the artificial heart and 36 hours more with a transplanted heart. The artificial heart developed by a team led by Drs. Willem Kolff, Donald Olsen, and Robert Jarvik, the Jarvik-7, was the first to be implanted in a human as destination therapy in 1982, by Dr. William DeVries.

7 Quando si usa disfunzione cardiaca grave; aterosclerosi coronarica non operabile (grave sviluppo di placche nella coronarie); precedenti interventi cardiaci; esiti gravi dopo un intervento cardiaco.

8 Cuore Artificiale

9 Caratteristiche Le funzioni ventricolari Portata-Preload- Afterload devono essere scelte in modo da tenere conto delle patologie cardiache e dell età del paziente Le funzioni Portata-Preload di LV ed RV sono uguali La funzione di LV è quasi accettabile,ma non quella di RV

10 Caratteristiche Le funzioni ventricolari risultano peggiori a causa della mancanza di contrattilità (si asportano parzialmente gli atrii) Le funzioni ventricolari sono molto sensibili alla frequenza cardiaca (al contrario del cuore naturale) Il riflusso delle valvole meccaniche peggiora le funzioni ventricolari

11 Caratteristiche Nel TAH la diastole è passiva I ventricoli sono azionati in opposizione di fase Le funzioni ventricolari sono fisse e determinate in fase di progetto

12 Circolo sistemico Polmoni Cuore Artificiale Sistema di azionamento Ventr. dx Sistema di controllo Sistema di azionamento Ventr. sx Ventricolo destro Ventricolo sinistro Rete circolatoria Sorgente di energia

13 Circolo sistemico Polmoni Sorgente di energia Sistema di azionamento Ventr. dx e sx Sistema di controllo Ventricolo destro Ventricolo sinistro Rete circolatoria Cuore Artificiale

14 Cuore artificiale ad azionamento pneumatico L aria in pressione produce la sistole e la diastole Sono assenti sistemi di misura di Volumi e Pressioni Algoritmi di controllo semplici Fluidi: aria in pressione o olio siliconico

15 dal generatore di Pressione Regolatore di Pressione Serbatoio P + (0.5 1 bar) Valvola a 3 vie Regolazione dp/dt Ventr. Pneum. al generatore di vuoto ( mbar) Serbatoio P - Regolatore di depressione HR, S/D Sistema di controllo Al sistema di azionamento dell altro ventricolo

16 Variabili di controllo HR=1/(T s +T d ) S/D= T s /T d P + left P + right P - left P - right

17 TAH ad azionamento pneumatico LV regola la portata alle esigenze dell organismo RV controlla il corretto bilanciamento L operatore gestisce le Pressioni ( V e > V f )

18 Conclusioni Q dipende solo da HR In LV il brusco arresto del diaframma provoca vibrazioni In RV le vibrazioni sono presenti solo a fine sistole In LV vi sono tempi di attesa non utili fra fine sistole (diastole) elettrica e meccanica In RV vi sono tempi di attesa non utili fra fine sistole elettrica e meccanica Durante le fasi di arresto e attesa si verificano fenomeni di fatica

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