Kết quả thực nghiệm và triển vọng tương lai cho một chiếc máy tạo nhịp tim không nhịp

World Journal of Surgery - Tập 9 - Trang 116-127 - 1985
Ryohei Yozu1, Leonard A. R. Golding1, Gordon Jacobs1, Hiroaki Harasaki1, Yukihiko Nose1
1Departments of Artificial Organs and Thoracic and Cardiovascular Surgery, The Cleveland Clinic Foundation, Cleveland, USA

Tóm tắt

Việc thay thế chức năng tim bằng một máy bơm máu không nhịp là một thách thức lớn đối với tự nhiên, nơi mà sự tiến hóa đã tạo ra lưu thông máu nhịp. Vài năm trước, chúng tôi đã giả thuyết rằng sinh lý học thú y có khả năng thích nghi với dòng máu không nhịp mãn tính và duy trì chức năng cơ quan bình thường. Phương pháp thay thế hoàn toàn tuần hoàn bằng dòng không nhịp đã được thiết lập trong các thí nghiệm trên bê tỉnh táo tại cơ sở của chúng tôi. Đến nay, 5 động vật đã sống với bơm máu không nhịp với sinh lý gần bình thường trong tối đa 3 tháng. Các nghiên cứu của chúng tôi về động vật biventricular không nhịp đã cho thấy ngay sau phẫu thuật có một giai đoạn thích nghi kéo dài khoảng 7 đến 10 ngày. Giai đoạn này được đặc trưng bởi sự tăng tổng kháng lực mạch hệ thống (SVR), có vẻ như tương quan với sự gia tăng của catecholamine trong máu. Sau giai đoạn này, những động vật này cho thấy giá trị SVR, chức năng thận, sinh hóa và nội tiết bình thường. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy dòng máu không nhịp không phải là yếu tố hạn chế cho việc duy trì sự sống của động vật có vú.

Từ khóa

#máy móc #tim #máy bơm máu không nhịp #sinh lý học thú y #tuần hoàn #chức năng cơ quan

Tài liệu tham khảo

Golding, L.R., Jacobs, G., Murakami, T., Takatani, S., Valdés, F., Harasaki, H., Nosé, Y.: Chronic nonpulsatile blood flow in an alive, awake animal 34-day survival. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs26:251, 1980 Valdés, F., Takatani, S., Jacobs, G.B., Murakami, T., Harasaki, H., Golding, L.R., Nosé, Y.: Comparison of hemodynamic changes in a chronic nonpulsatile biventricular bypass (BVB) and total artificial heart (TAH). Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs26:455, 1980 Kitagawa, M., Harasaki, H., Kambic, H., Golding, L., Ozawa, K., Suwa, S., Jacobs, G., Nosé, Y.: Morphological alteration of natural heart with various types of long-term assist pumps. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs26:314, 1980 Takatani, S., Ozawa, K., Golding, L., Jacobs, G., Murakami, T., Valdés, F., Harasaki, H., Kiraly, R., Nosé, Y.: Comparative evaluation of nonpulsatile and pulsatile cardiac prostheses. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs26:438, 1980 Valdés, F., Golding, L.R., Harasaki, H., Takatani, S., Jacobs, G., Nosé, Y.: Hemodynamic response to exercise during chronic ventricular fibrillation and nonpulsatile biventricular bypass (BVB). Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs27:449, 1981 Golding, L.R., Murakami, G., Harasaki, H., Takatani, S., Jacobs, G., Yada, I., Tomita, K., Yozu, R., Valdés, F., Fujimoto, L. K., Koike, S., Nosé, Y.: Chronic nonpulsatile blood flow. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs28:81, 1982 Takatani, S., Golding, L.R., Harasaki, H., et al.: Nonpulsatile biventricular bypass during ventricular fibrillation. Jpn. J. Artif. Organs12:254, 1983 Yada, I., Golding, L.R., Harasaki, H., et al.: Physiopathological studies of nonpulsatile blood flow in chronic models. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs29:520, 1983 Bernstein, E.F.: A centrifugal pump for circulatory assistance. In Assisted Circulation, F. Unger, editor. Berlin-Heidelberg-New York, Springer-Verlag, 1979, pp. 231–242 Johnston, G.G., Hammill, F.S., Johannsen, K.F., et al.: Prolonged pulsatile and nonpulsatile LV bypass with a centrifugal pump. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs22:323, 1976 Johnston, G.G., Hammill, F., Marzec, U., Gerard, D., Johansen, K., Dilley, R.B., Bernstein, E.F.: Prolonged pulseless perfusion in unanesthetized calves. Arch. Surg.111:1225, 1976 Bernstein, E.F., Cosentino, L.C., Reich, S., et al.: A compact, low hemoloysis non-thrombogenic system for non-thoracotomy prolonged left ventricular bypass. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs20:643, 1974 Bernstein, E.F., DeLaria, G.A., Johansen, K.H., Shuman, R.L., Stasz, P., Reich, S.: Twenty-four hours left ventricular bypass with a centrifugal blood pump. Ann. Surg.181:412, 1975 Fontan, F., Bandet, E.: Surgical repair of tricuspid atresia. Thorax36:240, 1971 Hickey, P.R., Buckley, M.J., Philbin, D.M.: Pulsatile and nonpulsatile cardiopulmonary bypass: Review of a counterproductive controversy. Ann. Thorac. Surg.36:720, 1983 Mavroudis, C.: To pulse or not to pulse. Ann. Thorac. Surg.25:259, 1978 Wesolowski, S.A., Sauvage, L.R., Pinc, R.D.: Extracorporeal circulation: The role of the pulse in maintenance of the systemic circulation during heart-lung bypass. Surgery37:663, 1955 Wesolowski, S.A., Fisher, J.H., Welch, C.S.: Perfusion of pulmonary circulation by non-pulsatile flow. Surgery33:370, 1953 Nakayama, K., Tamiya, T., Yamamoto, K., et al.: High amplitude pulsatile pump in extracorporeal circulation with particular reference to hemodynamics. Surgery54:798, 1963 Giron, F., Birtwell, W.C., Soroff, H.S., Deterling, R.A.: Hemodynamic effects of pulsatile and nonpulsatile flow. Arch. Surg.93:802, 1966 Trinkle, J.K., Helton, N.E., Wood, R.E., Bryant, L.R.: Metabolic comparison of a new pulsatile pump and a roller pump for cardiopulmonary bypass. J. Thorac. Cardiovasc. Surg.58:562, 1969 Jacobs, L.A., Klopp, E.H., Seamone, W., Topaz, S.R.: Improved organ function during cardiac bypass with a roller pump to deliver pulsatile flow. J. Thorac. Cardiovasc. Surg.58:703, 1969 Dunn, J., Kirsh, M.M., Harness, J., Carroll, M., Straker, J., Sloan, H.: Hemodynamic, metabolic, and hematologic effects of pulsatile cardiopulmonary bypass. J. Thorac. Cardiovasc. Surg.68:138, 1974 Shoor, P.M., Hammill, F.S., Griffith, L.D., Dilley, R.B., Bernstein, E.F.: Hemodynamic response to exercise in the unanesthetized calf with pulseless arterial flow. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs26:1, 1980 Yozu, R., Jacobs, G., Golding, L., et al.: Analysis of key factors affecting the left-right flow differential (LRFD) observed in total artificial heart (TAH) and nonpulsatile biventricular bypass (NPBB) calves. Abstr. Am. Soc. Artif. Intern. Organs13:15, 1984 Sugita, Y., Golding, L., Jacobs, G., et al.: Comparison of osmotic and body fluid balance in chronic nonpulsatile biventricular bypass (NPBVB) and total artificial heart (TAH) experiments. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs (in press) Cowan, G.S.M., Padula, R.T., Magee, J.H., Camishion, R.C.: Effects of pulsatile and nonpulsatile blood flow on renal function. Surg. Forum.19:389, 1968 Many, M., Soroff, H.S., Birtwell, W.C., Giron, F., Wise, H., Deterling, R.A., Jr.: The physiologic role of pulsatile and non-pulsatile blood flow. Arch. Surg.95:762, 1967 German, J.C., Chalmers, G.S., Hirai, J., Mukherjee, N.D., Wakabayashi, A., Connolly, N.E.: Comparison of nonpulsatile and pulsatile extracorporeal circulation on renal tissue perfusion. Chest61:65, 1972 Belzer, F.O., Ashby, B.S., Huang, J.S., Dunphy, J.E.: Etiology of rising perfusion pressure and isolated organ perfusion. Ann. Surg.168:382, 1968 Boucher, J.K., Rudy, L.W., Edmunds, L.H., Jr.: Organ blood flow during pulsatile cardiopulmonary bypass. J. Appl. Physiol.36:86, 1974 Starling, E.H.: On the absorption of fluids from the connective tissue spaces. J. Physiol.19:312, 1896 Shepard, R.B., Kirklin, J.B.: Relation of pulsatile flow to oxygen consumption and other variables during cardiopulmonary bypass. J. Thorac. Cardiovasc. Surg.58:694, 1969 Philbin, D.M., Levine, F.H., Kono, K., Coggins, C.H., Moss, J., Slater, E.E., Buckley, M.J.: Attenuation of the stress response to cardiopulmonary bypass by the addition of pulsatile flow. Circulation64:808, 1981 Landymore, R.W., Murphy, D.A., Kinley, C.E., Parrott, J.C., Moffitt, E.A., Longley, W.J., Qirbi, A.A.: Does pulsatile flow influence the incidence of postoperative hypertension? Ann. Thorac. Surg.28:261, 1979 Kono, K., Philbin, D.M., Coggins, C.H., Slater, E.E., Triantafillou, A., Levine, F.H., Buckley, M.J.: Adrenocortical hormone levels during cardiopulmonary bypass with and without pulsatile flow. J. Thorac. Cardiovasc. Surg.85:129, 1983 Taylor, K.M., Jones, J.V., Walker, M.S., Rao, S., Bain, W.H.: The cortisol response during heart-lung bypass. Circulation54:20, 1976 Mandelbaum, I., Burns, W.H.: Pulsatile and nonpulsatile flow. J.A.M.A.191:657, 1965 Hauge, A., Nicolaysen, G.: Pulmonary O2 transfer during pulsatile and nonpulsatile perfusion. Acta Physiol. Scand.109:325, 1980 Snow, J., Harasaki, H., Kasick, J., Whalen, R., Kiraly, R., Nosé, Y.: Promising results with a new textured surface intrathoracic variable volume device for LVAS. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs27:485, 1981 Ozawa, K., Snow, J., Sukalac, R., Takatani, S., Kitagawa, M., Valdés, F., Harsaki, H., Hillegass, D., Castle, C., Jacobs, G., Kiraly, R., Nosé, Y.: Totally implantable left ventricular assist device for human application. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs26:461, 1980 Snow, J., Ozawa, K., Sukalac, R., Kiraly, R., Nosé, Y.: Initial results with three different electrially driven left ventricular assist systems (LVAS). Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs27:582, 1981