Gli ingegneri del UCSD propongono la nuova cardiochirurgia del unico ventricolo per i bambini

Gli ingegneri all'università di California, San Diego, stanno proponendo un nuovo intervento chirurgico per i bambini sopportati con un singolo ventricolo nel loro cuore--invece dei due usuali. Il nuovo approccio potenzialmente diminuirebbe il numero degli ambulatori che i pazienti devono subire nei primi sei mesi di vita da due ad appena una. Se riuscito, egualmente creerebbe un circuito più stabile affinchè il sangue scorra dal cuore i polmoni e dal resto dell'organismo entro i primi giorni e mesi di vita.

Gli ingegneri hanno eseguito le simulazioni su elaboratore dell'ambulatorio e trovato diminuirebbe il carico di lavoro sul cuore del paziente vicino tanto quanto mezzo. Egualmente aumenterebbe il flusso sanguigno ai polmoni ed aumentare la quantità di ossigeno che l'organismo riceve.

L'ambulatorio introdurrebbe un cambio radicale nel modo che gli infanti con un singolo ventricolo sono curati. Corrente, subiscono tre ambulatori dall'età tre. I bambini sopportati con un singolo ventricolo sono privati severamente di ossigeno, che fa la loro interfaccia girare il blu e richiede l'intervento medico immediato.

Il gruppo di ricerca, piombo da Alison Marsden, un professore dell'ingegneria meccanica, sta lavorando in collaborazione con Tain-Yen cardiothoracic Hsia del chirurgo, di grande ospedale della via di Ormond per i bambini e l'istituto di UCL di scienza cardiovascolare a Londra. Hanno riferito i loro risultati in un'edizione di ottobre del giornale di ambulatorio toracico e cardiovascolare.

“Anche quando gli ambulatori riescono, questi bambini vivono con una circolazione che molto sta tassando sull'una pompa che del cuore hanno,„ il Dott. Hsia hanno detto. “Così c'è una necessità di trovare una migliore soluzione.„

Il primo ambulatorio è eseguito nei giorni primissimi di vita ed installa un piccolo tubo di GoreTex per connettere le arterie polmonari con un vaso sanguigno fuori dall'aorta. Che uno scambio da 3,5 millimetri si trasforma nella sola sorgente di sangue ai polmoni degli infanti--essenzialmente la loro soltanto sorgente di ossigeno. C'è un tasso di mortalità di 30 per cento connesso con questa chirurgia.

Fra 3 - 6 mesi, i chirurghi eliminano lo scambio e connettono la vena cava superiore all'arteria polmonare. In quella fase, la metà del flusso sanguigno stato necessario per l'ossigenazione passa tramite questo circuito creato dai medici.

A circa l'età 3, un terzo ambulatorio, ha chiamato un Fontan, connette sia la vena cava inferiore che superiore alle arterie polmonari, solitamente in una configurazione a forma di t. L'esperienza ha indicato che saltando direttamente al secondo punto troppo presto nella vita del bambino, senza concedere il tempo sufficiente affinchè i pazienti si sviluppassero, ha provocato i tassi di mortalità molto alti per i pazienti pediatrici.

Gli ingegneri stanno proponendo di combinare i primi e secondi punti dell'ambulatorio, con una piccola modifica. Propongono di fare tagliare lo scambio, leggermente, entrano in vena cava superiore, mentre però connettendo la vena cava superiore alle arterie polmonari.

Ciò creerebbe che cosa è conosciuto in meccanica dei fluidi come pompa ad eiettore. Lo scambio tagliato crea che cosa è chiamato un effetto Venturi, movente un flusso a bassa pressione di flusso con un'iniezione di un flusso ad alta pressione di flusso e causante la velocità del flusso sanguigno all'aumento. “Riteniamo che sia il nostro processo come ingegneri proporre le idee che rappresentano dalla casella che pensa,„ Marsden abbia detto. “Questo è un esempio classico della traduzione interdisciplinare di idee dalle aree tradizionali di assistenza tecnica che possono contribuire a migliorare la cura paziente.„ L'idea prodotta con Mahdi Esmaily-Moghadam, che era uno studente di Ph.D. nel laboratorio di Marsden ed ora è un ricercatore postdottorale alla Stanford University.

Lo scambio potrebbe essere successivamente chiuso, quando la circolazione migliora, tramite catetere--una procedura molto meno dilagante. I ricercatori chiamano l'ambulatorio proposto un Glenn bidirezionale assistito. Stanno lavorando con i experimentalists alla Clemson University, che hanno sviluppato un modello del silicio per simulare l'ambulatorio in laboratorio. I risultati preliminari sono incoraggianti. Il punto seguente probabilmente sarà di provare questa chirurgia su un modello delle pecore.

Marsden ed il suo gruppo non sono sconosciuti a proporre le nuove progettazioni per cardiochirurgia pediatrica. Nel 2009, lei ed i colleghi hanno proposto una progettazione a y su ordine per l'ambulatorio di Fontan, piuttosto che la connessione a forma di t tradizionale usata. Nel 2010-11, sei pazienti hanno subito un ambulatorio dell'Y-innesto alla Stanford University.

A marzo e settembre di questo anno, Marsden ed i suoi co-author a Stanford hanno pubblicato due documenti che valutano i risultati degli ambulatori. Tutti e sei i pazienti erano vivi e facenti bene, stabilito il loro stato. Un paziente aveva sviluppato un coagulo di sangue in uno dei rami dell'Y-innesto, ma quello non ha urtato la salubrità del bambino. I ricercatori egualmente hanno trovato che l'Y-innesto ha diminuito le perdite di energia nel flusso sanguigno ed hanno distribuito il flusso sanguigno più anche ad entrambi i polmoni.

Per creare le simulazioni, il gruppo di Marsden usa SimVascular (simvascular.org). Il suo gruppo e un gruppo di ricercatori a Uc Berkeley hanno stato sovvenzionato $1 milione dal National Science Foundation per fare il software vero open source ed accessibile ai ricercatori ed ai medici dappertutto.

“È il solo software libero che dà a ricercatori una conduttura piena per andare dall'imaging biomedico dei pazienti ad un modello 3D di sistema vascolare che permette che i ricercatori analizzino e predicano la deformazione pura della parete e di sforzo con [un metodo di calcolo chiamato] analisi agli'elementi finiti,„ Marsden ha detto. Marsden ed i suoi colleghi sperano che SimVascular possa essere usato in futuro per urtare una vasta gamma di ambulatori e di unità cardiovascolari in bambini ed in adulti.