vtioВестник трансплантологии и искусственных органовRussian Journal of Transplantology and Artificial Organs1995-1191Academician V.I.Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs", Ministry of Health of the Russian Federation10.15825/1995-1191-2016-3-68-73vtio-672Research ArticleТрансплантация сердца и вспомогательное кровообращениеHeart Transplantation and Assisted CirculationПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИСКОВОГО НАСОСА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ КРОВООБРАЩЕНИЯ В КАРДИОХИРУРГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ (ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ)PROSPECTS OF DISK PUMP FOR MECHANICAL CIRCULATORY SUPPORT IN CARDIAC SURGERY (REVIEW)ЧернявскийА. М.ChernyavskiyA. M.ФомичевА. В.FomichevA. V.

630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15. Тел. (913) 487-29-65

a_fomichev@list.ruРузматовТ. М.RuzmatovT. M.МедведевА. Е.MedvedevA. E.ПриходькоЮ. М.PrikhodkoYu. M.ФоминВ. М.FominV. M.ФомичевВ. П.FomichevV. P.ЧеховВ. П.ChekhovV. P.Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Минздрава России, НовосибирскРоссияE.N. Meshalkin Novosibirsk Research Institute of Circulation Pathology, NovosibirskRussian FederationИнститут теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, НовосибирскРоссияKhristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics, Siberian branch of the Russian Academy of Sciences, NovosibirskRussian Federation2016181120161836873Copyright © Чернявский А.М., Фомичев А.В., Рузматов Т.М., Медведев А.Е., Приходько Ю.М., Фомин В.М., Фомичев В.П., Чехов В.П., 20162016Чернявский А.М., Фомичев А.В., Рузматов Т.М., Медведев А.Е., Приходько Ю.М., Фомин В.М., Фомичев В.П., Чехов В.П.Chernyavskiy A.M., Fomichev A.V., Ruzmatov T.M., Medvedev A.E., Prikhodko Y.M., Fomin V.M., Fomichev V.P., Chekhov V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.transpl.ru/vtio/article/view/672

Актуальность использования систем вспомогательного кровообращения в лечении хронической сердечной недостаточности постоянно возрастает, поскольку 20% пациентов из листа ожидания ежегодно погибают, не дождавшись донорского сердца. Несмотря на огромную потребность в системах механической поддержки сердца в клиниках страны, приобретение зарубежных аналогов связано с определенными сложностями, т. к. их стоимость слишком высока для широкого применения. Кроме того, на сегодняшний день не существует ни одной системы, которая на 100% отвечала бы всем медико-техническим требованиям и была бы полностью безопасна для пациента. Поэтому отечественные исследования в области разработки и внедрения систем вспомогательного кровообращения (ВК), доступных для широкого использования и отвечающих медико-техническим требованиям, являются актуальными и востребованными. Одним из новых направлений в исследовании являются системы механической поддержки кровообращения на основе дисковых насосов вязкого трения для транспортировки жидких сред, основанные на принципе работы насоса Тесла. Принцип действия насосов основан на явлении пограничного слоя, который образуется на диске, вращающемся в жидкости. Проводятся экспериментальные исследования моделей с различными вариантами подвеса ротора, различными формами и количеством дисков, формами корпусов насоса. Однако ни один из описанных образцов не был доведен до клинических испытаний. Кроме того, несмотря на перспективность этой модели, до сих пор в ряде современных используемых систем вспомогательного кровообращения нет ни одного насоса подобного типа. Опубликованные данные дают основания для дальнейшей разработки и испытания этой модели насоса и позволяют надеяться на нивелирование ряда значимых недостатков современных систем обхода левого желудочка. 

The need of circulatory support systems in the treatment of chronic heart failure is increasing constantly, as 20% of the patients on the waiting list die every year. Despite the great need for mechanical heart support systems, the use of available systems is limited by its expensiveness. In addition, there is no one system that is 100% responsible to all medical and technical requirements and that would be completely safe for patient. Therefore, further research in the field of circulatory support systems considering health and technical requirements is relevant. One of the new directions in the study are disc pumps of viscous friction for liquid transporting, based on the Tesla pump principle. The operation principle of such pumps is based on the phenomenon of the boundary layer which is formed on the disk rotating in a fluid. There are experimental studies of models with different variants of the rotor suspension, various forms and numbers of the disks, forms of the pump housing. However, none of the above samples was brought to clinical trials. Furthermore, despite the potential of that model there have been no pumps of similar type used so far in circulatory support systems. Published data provide a basis for further development and testing of the pump model and allow hoping for leveling a number of significant shortcomings of modern left ventricular bypass systems. 

сердечная недостаточностьмеханическая поддержка сердцадисковый насос Тесласистема обхода левого желудочкаheart failuremechanical support of the heartthe Tesla disc pumpleft ventricular bypass systemReferencesMedvitz RB, Boger DA, Izraelev V, Rosenberg G, Paterson EG. CFD Design and Analysis of a Passively Suspended Tesla Pump Left Ventricular Assist Device. Artificial Organs. 2010; 35 (5): 522–533.Medvitz RB, Boger DA, Izraelev V, Rosenberg G, Paterson EG. CFD Design and Analysis of a Passively Suspended Tesla Pump Left Ventricular Assist Device. Artificial Organs. 2010; 35 (5): 522–533.Чернявский АМ, Ефремова ОС, Рузматов ТМ и др. Предикторы отдаленной летальности больных ишемической болезнью сердца с выраженной левожелудочковой дисфункцией. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2015; 19 (2): 49–55. Chernyavskiy AM, Efremova OS, Ruzmatov TM et al. The distant predictors of mortality in patients with ischemic heart disease with severe left ventricle dysfunction. Circulation pathology and cardiac surgery. 2015; 19 (2): 49–55.Чернявский АМ, Ефремова ОС, Рузматов ТМ и др. Предикторы отдаленной летальности больных ишемической болезнью сердца с выраженной левожелудочковой дисфункцией. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2015; 19 (2): 49–55. Chernyavskiy AM, Efremova OS, Ruzmatov TM et al. The distant predictors of mortality in patients with ischemic heart disease with severe left ventricle dysfunction. Circulation pathology and cardiac surgery. 2015; 19 (2): 49–55.Медведев АЕ. Двухфазная модель течения крови в крупных и мелких кровеносных сосудах. Математическая биология и биоинформатика. 2011; 6 (2): 228–249. Medvedev AE. Dvuhfaznaya model’ techeniya krovi v krupnyh i melkih krovenosnyh sosudah. Matematicheskaya biologiya i bioinformatika. 2011; 6 (2): 228–249.Медведев АЕ. Двухфазная модель течения крови в крупных и мелких кровеносных сосудах. Математическая биология и биоинформатика. 2011; 6 (2): 228–249. Medvedev AE. Dvuhfaznaya model’ techeniya krovi v krupnyh i melkih krovenosnyh sosudah. Matematicheskaya biologiya i bioinformatika. 2011; 6 (2): 228–249.Medvedev AE, Fomin VM, Samsonov VI. Mathematical modeling of the blood fl ow in blood vessels. Circulatory System and Arterial Hypertension: Experimental Investigation, Mathematical and Computer Simulation. Chapter 2. / Eds. L.N. Ivanova, A.L. Markel, A.M. Blokhin, E.V. Mishchenko. New York: Nova Science Publishers, Inc., 2012: 55–114. [ISBN: 978-1-62257-275-5].Medvedev AE, Fomin VM, Samsonov VI. Mathematical modeling of the blood fl ow in blood vessels. Circulatory System and Arterial Hypertension: Experimental Investigation, Mathematical and Computer Simulation. Chapter 2. / Eds. L.N. Ivanova, A.L. Markel, A.M. Blokhin, E.V. Mishchenko. New York: Nova Science Publishers, Inc., 2012: 55–114. [ISBN: 978-1-62257-275-5].Miller GE, Madigan M, Fink R. A Preliminary Flow Visualization Study in a Multiple Disk Centrifugal Artifi - cial Ventricle. Artificial Organs. 1995; 19: 680–684.Miller GE, Madigan M, Fink R. A Preliminary Flow Visualization Study in a Multiple Disk Centrifugal Artifi - cial Ventricle. Artificial Organs. 1995; 19: 680–684.Miller GE, Fink R. Analysis of optimal design confi gurations for a multiple disk centrifugal blood pump. Artifi cial Organs. 1999; 23 (6): 559–965.Miller GE, Fink R. Analysis of optimal design confi gurations for a multiple disk centrifugal blood pump. Artifi cial Organs. 1999; 23 (6): 559–965.Izraelev V, Weiss B, Fritz B et al. A passively-suspended Tesla pump left ventricular assist device. ASAIO J. 2009; 55: 556–561.Izraelev V, Weiss B, Fritz B et al. A passively-suspended Tesla pump left ventricular assist device. ASAIO J. 2009; 55: 556–561.Jhun C-S, Newswanger R, Cysyk J, Lukic B, Weiss W, Rosenberg G. Tesla-Based Blood Pump and Its Applications. Journal of Medical Devices. 2013; 7 (4): 0409171–0409172.Jhun C-S, Newswanger R, Cysyk J, Lukic B, Weiss W, Rosenberg G. Tesla-Based Blood Pump and Its Applications. Journal of Medical Devices. 2013; 7 (4): 0409171–0409172.US Patent 4403911A. Clarence R. Possell. Bladeless pump and method of using same – 1983.US Patent 4403911A. Clarence R. Possell. Bladeless pump and method of using same – 1983.US Patent 8523539B2. Brijesh Gill et al. Centrifugal pump – 2013.US Patent 8523539B2. Brijesh Gill et al. Centrifugal pump – 2013.US Patent 3487784. Edson Howard Rafferty, Harold D. Kletschka. Pumps capable of use as heart pumps – 1976.US Patent 3487784. Edson Howard Rafferty, Harold D. Kletschka. Pumps capable of use as heart pumps – 1976.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.