Гемолизные исследования малогабаритного осевого насоса для имплантации пациентам с малыми антропометрическими показателями

В лаборатории биотехнических систем была проведена оценка травмирующего потенциала разработанного педиатрического имплантируемого осевого насоса. Проведена математическая оценка касательного напряжения, времени экспозиции и индекса гемолиза. Были выявлены зоны, влияющие на травму крови при потоке от 1,5 до 2,5 л/мин. Разработана методика и проведены испытания по определению травмы форменных элементов крови (гемолиз) в условиях гемодинамики педиатрического пациента, перепада давления 85 ± 5 мм рт. ст. и трех значений расхода: 1,5; 2,0; 2,5 л/мин. Работа образца малогабаритного имплантированного осевого насоса в условии обхода левого желудочка сердца учитывает антропометрические параметры пациентов с площадью поверхности тела менее 1,2 м². Гемолизные испытания проводились на гидродинамическом стенде, обеспечивающем непрерывную циркуляцию донорской крови. Методика испытаний заключается в оценке уровня свободного гемоглобина плазмы крови, полученного в процессе работы насоса на гидродинамическом стенде. На основании полученных данных рассчитаны гемолитический и модифицированный индексы гемолиза, которые показали положительную динамику работы насоса.

1. Baldwin JT, Adachi I, Teal J, Almond CA, Jaquiss RD, Massicotte MP et al. Closing in on the PumpKIN Trial of the Jarvik 2015 Ventricular Assist Device. Semin Thorac Cardiovasc Surg Pediatr Card Surg Annu. 2017 Jan; 20: 9–15.

2. Kilic A, Nolan TD, Li T, Yankey GK, Prastein DJ, Cheng G et al. Early in vivo experience with the pediatric Jarvik 2000 heart. ASAIO J. 2007 May-Jun; 53 (3): 374–378.

3. Roberts N, Chandrasekaran U, Das S, Qi Z, Corbett S. Hemolysis associated with Impella heart pump positioning: In vitro hemolysis testing and computational fluid dynamics modeling. Int J Artif Organs. 2020 Mar 4: 391398820909843.

4. Sobieski MA, Giridharan GA, Ising M, Koenig SC, Slaughter MS. Blood trauma testing of CentriMag and RotaFlow centrifugal flow devices: a pilot study. Artif Organs. 2012 Aug; 36 (8): 677–682.

5. Nikfar M, Razizadeh M, Zhang J, Paul R, Wu ZJ, Liu Y. Prediction of mechanical hemolysis in medical devices via a Lagrangian strain-based multiscale model. Artif Organs. 2020 Aug; 44 (8): E348–E368.

6. Rowlands GW, Pagani FD, Antaki JF. Classification of the Frequency, Severity, and Propagation of Thrombi in the HeartMate II Left Ventricular Assist Device. ASA-IO J. 2020 Sep/Oct; 66 (9): 992–999.

7. Dai WF, Wu P, Liu GM. A two-phase flow approach for modeling blood stasis and estimating the thrombosis potential of a ventricular assist device. Int J Artif Organs. 2021 Jul; 44 (7): 471–480.

8. Dang G, Epperla N, Muppidi V, Sahr N, Pan A, Simpson P, Baumann Kreuziger L. Medical Management of Pump Related Thrombosis in Patients with Continuous Flow Left Ventricular Assist Devices: A Systematic Review and Meta-analysis. ASAIO J. 2017 Jul/Aug; 63 (4): 373–385.

9. Бучнев АС, Кулешов АП, Дробышев АА, Еленкин ВА, Шевченко ГА, Грудинин НВ. Стендовые исследования малогабаритного осевого насоса для имплантации пациентам с малыми антропометрическими показателями. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2025; 27 (2): 81–88. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2025-2-81-88.

10. Иткин ГП, Шемакин СЮ, Шохина ЕГ, Бурцев ВИ, Аврамов ПВ, Волкова ЕА и др. Результаты экспериментальных исследований на телятах первого отечественного имплантируемого осевого насоса. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2013; 15 (3): 49–58. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2013-3-49-58.

11. ASTM F1841-97. Standard Practice for Selection of Blood for In Vitro Evaluation of Blood Pumps. West Conshohocken, PA: American Society for Testing and Materials, 2017.

12. ASTM F1841-25. Standard Practice for Selection of Blood for In Vitro Evaluation of Blood Pumps. West Conshohocken, PA: American Society for Testing and Materials, 2025.

13. Nosé Y. Design and development strategy for the rotary blood pump. Artif Organs. 1998 Jun; 22 (6): 438–446.

14. INTERMACS Adverse Event Definitions, Appendix A: Adverse Event Definitions Version 2021.

15. ASTM F1840-97. Standard Practice for Selection of Blood for In Vitro Evaluation of Blood Pumps. West Conshohocken, PA: American Society for Testing and Materials, 2013.