Projeto, prototipo e testes "in vitro" e "in vivo" de um novo modelo de coração artificial total (TAH) por principio eletro-mecanico de funcionamento
Aron Jose Pazin de Andrade
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP An24p
Campinas, SP : [s.n.], 1998.
230p. : il.
Orientador: Antonio Celso F. de Arruda
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Resumo: Um novo modelo de coração artificial total (TAH) foi desenvolvido e testado. O acionamento Eletro-Mecânico foi escolhido para possibilitar que este dispositivo seja totalmente implantável. Foi desenvolvido um novo sistema de controle e de sensoriamento para o TAH. A tecnologia de biolização...
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Resumo: Um novo modelo de coração artificial total (TAH) foi desenvolvido e testado. O acionamento Eletro-Mecânico foi escolhido para possibilitar que este dispositivo seja totalmente implantável. Foi desenvolvido um novo sistema de controle e de sensoriamento para o TAH. A tecnologia de biolização foi aperfeiçoada e aplicada pela primeira vez em um TAH Eletro-Mecânico. O TAH desenvolvido consiste em uma bomba de sangue pulsátil de corpo único, composta de duas câmaras de bombeamento. Possui um corpo central onde é acondicionado um motor de corrente contínua tipo sem escovas. O movimento de rotação do motor é transformado em deslocamento axial através de um atuador mecânico denominado parafuso de roletes. Com o
deslocamento do parafuso de roletes é obtida ejeção alternada das câmaras de bombeamento em substituição à função de bombeamento cardíaco. Foram realizados diversos testes de desempenho hidrodinâmico, de visualização do fluxo e testes de hemólise com o novo modelo de TAH e sistema de controle, utilizando um simulador do sistema circulatório humano. Nos testes "In Vitro", o TAH demostrou um desempenho hidrodinâmico satisfatório, com um sistema de operação simples e eficiente, mantendo as pressões estáveis em diversas condições de funcionamento, e baixos índices hemolíticos para todas as velocidades do motor estudadas. Foram, também, realizados testes "In Vivo", em bezerros, para demonstrar a compatibilidade anatõmica do TAH, assim como, comprovar suas características hemodinâmicas e sua estabilidade no controle das pressões fisiológicas. Durante os testes "In Vivo" foram monitoradas diversas variáveis, tais como: frequência de batimento, velocidade e direção do
motor (deslocamento dos diafragmas), pressões sangüíneas, ECO atrial, corrente e tensão elétrica, frequência respiratória, temperatura corpórea, exames periódicos de urina e sangue. O TAH funcionou sem qualquer falha elétrica ou mecânica. A situação hemodinâmica dos animais foi mantida estável, mantendo o débito cardíaco e as respectivas pressões em níveis fisiológicos. Os resultados satisfatórios, obtidos nestes experimentos, se devem a uma aplicação coerente dos conhecimentos multidisciplinares necessários nesta nova tecnologia Ver menos
deslocamento do parafuso de roletes é obtida ejeção alternada das câmaras de bombeamento em substituição à função de bombeamento cardíaco. Foram realizados diversos testes de desempenho hidrodinâmico, de visualização do fluxo e testes de hemólise com o novo modelo de TAH e sistema de controle, utilizando um simulador do sistema circulatório humano. Nos testes "In Vitro", o TAH demostrou um desempenho hidrodinâmico satisfatório, com um sistema de operação simples e eficiente, mantendo as pressões estáveis em diversas condições de funcionamento, e baixos índices hemolíticos para todas as velocidades do motor estudadas. Foram, também, realizados testes "In Vivo", em bezerros, para demonstrar a compatibilidade anatõmica do TAH, assim como, comprovar suas características hemodinâmicas e sua estabilidade no controle das pressões fisiológicas. Durante os testes "In Vivo" foram monitoradas diversas variáveis, tais como: frequência de batimento, velocidade e direção do
motor (deslocamento dos diafragmas), pressões sangüíneas, ECO atrial, corrente e tensão elétrica, frequência respiratória, temperatura corpórea, exames periódicos de urina e sangue. O TAH funcionou sem qualquer falha elétrica ou mecânica. A situação hemodinâmica dos animais foi mantida estável, mantendo o débito cardíaco e as respectivas pressões em níveis fisiológicos. Os resultados satisfatórios, obtidos nestes experimentos, se devem a uma aplicação coerente dos conhecimentos multidisciplinares necessários nesta nova tecnologia Ver menos
Abstract: Currently, several designs for pulsatile ventricular assist device (VAD) are being developed. Most VADs are not implantable in the thoracic cavity due to their size limitation. A total artificial heart (TAH) has been developed and tested. The TAH is a one-piece unit with left and right...
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Abstract: Currently, several designs for pulsatile ventricular assist device (VAD) are being developed. Most VADs are not implantable in the thoracic cavity due to their size limitation. A total artificial heart (TAH) has been developed and tested. The TAH is a one-piece unit with left and right pumping chambers and diaphragms sandwiching a centerpiece with an actuator assembly. The driving component of the TAH is an electromechanical actuator that consists of a DC brushless motor and a planetary roller screw. The support-plate connected to the roller screw pushes the pusher-plates and the diaphragms to pump the blood from both the right and left pumping chambers altematively. Hall effect sensors detect the position of the support-plate and left pusher-plate, and send signals to the controller to properly regulate the rotation of the motor. This electromechanically driven pusher plate type TAH is controlled based upon Frank-Starling's law. The TAH regulates the blood flow which the body requires through the change of the
preload. The ejection phase starts when a Hall effect magnetic sensor detects the complete filling of the left ventricle. Therefore, the TAH pulse rate depends on the left chamber filling time that is dictated by the left preload. This TAH successfully underwent hydrodynamic and hemolysis studies and two acute animal implantations. The TAH sufficiently compensates the preload changes caused by the respiration, and maintains the outflowand output pressure stable. No malfunction ofthe controller or actuator was detected throughout the tests Ver menos
preload. The ejection phase starts when a Hall effect magnetic sensor detects the complete filling of the left ventricle. Therefore, the TAH pulse rate depends on the left chamber filling time that is dictated by the left preload. This TAH successfully underwent hydrodynamic and hemolysis studies and two acute animal implantations. The TAH sufficiently compensates the preload changes caused by the respiration, and maintains the outflowand output pressure stable. No malfunction ofthe controller or actuator was detected throughout the tests Ver menos
Arruda, Antonio Celso Fonseca de, 1948-
Orientador
Cliquet Junior, Alberto, 1957-
Avaliador
Amodeo, Celso
Avaliador
Biscegli, Jose Francisco
Avaliador
Projeto, prototipo e testes "in vitro" e "in vivo" de um novo modelo de coração artificial total (TAH) por principio eletro-mecanico de funcionamento
Aron Jose Pazin de Andrade
Projeto, prototipo e testes "in vitro" e "in vivo" de um novo modelo de coração artificial total (TAH) por principio eletro-mecanico de funcionamento
Aron Jose Pazin de Andrade
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