ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ДИСКОВОГО НАСОСА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ КРОВООБРАЩЕНИЯ

С каждым годом возрастает актуальность использования систем вспомогательного кровообращения для лечения хронической сердечной недостаточности (ХСН). Ежегодно погибают более 20% пациентов из листа ожидания, так и не дождавшись донорского сердца. В нашей стране существует огромная потребность в системах механической поддержки сердца, однако приобретение зарубежных устройств связано с чрезмерными финансовыми затратами. Кроме этого, на сегодняшний день не существует ни одной системы, которая на 100% отвечала бы всем медико-техническим требованиям и обладала бы высокой безопасностью для пациента. Поэтому исследования в области разработки систем вспомогательного кровообращения являются актуальными и востребованными не только в нашей стране, но и за рубежом. Одним из перспективных направлений в этой сфере являются дисковые насосы вязкого трения, основанные на принципе работы насоса Тесла. В статье описаны создание и работа действующего макета дискового насоса. Результаты математических исследований и стендовых испытаний подтвердили, что расходно-напорные характеристики создаваемого насоса способны обеспечить необходимые параметры кровообращения. Полученные данные подтверждают перспективность выбранного направления исследований и дают основания для дальнейшей разработки и испытания этой модели насоса.

1. Фомин ИВ, Фомин КВ, Беленков ЮН и др. Распространенность хронической сердечной недостаточности в Европейской части Российской Федерации – данные ЭПОХА-ХСН. Сердечная недостаточность. 2006; 7 (3): 112–115. Fomin IV, Fomin KV, Belenkov YuN i dr. Rasprostranennost’ hronicheskoj serdechnoj nedostatochnosti v Evropejskoj chasti Rossijskoj Federacii – dannye EHPOHA-HSN. Serdechnaya nedostatochnost’. 2006; 7 (3): 112–115.

2. Беленков ЮН, Фомин ИВ, Мареев ВЮ. Первые результаты Российского эпидемиологического исследования по ХСН. Сердечная недостаточность. 2003; 4 (11): 26–30. Belenkov YuN, Fomin IV, Mareev VYu. Pervye rezul’taty Rossijskogo ehpidemiologicheskogo issledovaniya po HSN. Serdechnaya nedostatochnost’. 2003; 4 (11): 26–30.

3. Даниелян МО. Прогноз и лечение хронической сер-дечной недостаточности (данные 20-летнего наблюдения). Медицинские науки. 2001: 36–33. Danielyan MO. Prognoz i lechenie hronicheskoj serdechnoj nedostatochnosti (dannye 20-letnego nablyudeniya). Medicinskie nauki. 2001: 36–33.

4. Мареев ВЮ, Агеев ФТ, Арутюнов ГП и др. Национальные рекомендации ОССН, РКО и РНМОТ по диагностике и лечению ХСН (четвертый пересмотр). Сердечная недостаточность. 2013; 14 (7): 379–472. Mareev VYu, Ageev FT, Arutyunov GP i dr. Nacional’nye rekomendacii OSSN, RKO i RNMOT po diagnostike i lecheniyu HSN (chetvertyj peresmotr). Serdechnaya nedostatochnost’. 2013; 14 (7): 379–472.

5. Stehlik J, Edwards LB. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: 29th official adult heart transplant report – 2012. The Journal of heart and lung transplantation. 2012; 31 (10): 1052–1064.

6. Готье СВ, Мойсюк ЯГ, Хомяков СМ. Донорство и трансплантация органов в Российской Федерации в 2013 году (VI сообщение регистра Российского трансплантологического общества). Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2014; XVI (2): 5–23. Gautier SV, Moysyuk YaG, Khomyakov SM. Organ donation and transplantation in the Russian Federation in 2013 6th report of National Register. Vestnik transplantologii I iskusstvennykh organov = Russian journal of transplantology and artifi cial organs. 2014; XVI (2): 5–23 [English abstract].

7. Garbade J, Bittner HB, Barten MJ et al. Current Trends in Implantable Left Ventricular Assist Devices. Cardiology Research and Practice. 2011; Vol. 2011, Article ID 290561, 9 pages, 2011. doi:10.4061/2011/290561.

8. 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. Cherniavsky AM, Yefremova OS, Ruzmatov TM et al. Predictors of remote mortality of CHD patients with severe left ventricular dysfunction. Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2015; 19 (2): 49–54 [English abstract].

9. Dembitsky WP, Tector AJ, Park S et al. Left ventricular assist device performance with long-term circulatory support: lessons from the REMATCH trial. The Annals of thoracic surgery. 2004; 78 (6): 2123–2130.

10. Magliato KE et al. Biventricular support in patients with profound cardiogenic shock: a single center experience. ASAIO Journal. 2003; 49: 475–479.

11. Иткин ГП. Устройства для вспомогательного кровообращения: прошлое, настоящее и будущее непульсирующих насосов. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2009; 11 (3): 81–87. Itkin GР. Ventricle assist device: past, present, and future nonpulsatile pumps. Vestnik transplantologii i iskusstvennykh organov = Russian journal of transplantology and artificial organs. 2009; 11 (3): 81–87 [English abstract].

12. Tesla N. Fluid propulson. U.S. Patent 1,061,206, 1913.

13. Медведев АЕ, Фомин ВМ. Двухфазная модель течения крови в крупных и мелких сосудах. Доклады Академии наук. 2011; 441 (4): 476–479. Medvedev AE, Fomin VM. Dvuhfaznaya model’ techeniya krovi v krupnyh i melkih sosudah. Doklady Akademii nauk. 2011; 441 (4): 476–479.

14. Медведев АЕ. Двухфазная модель течения крови. Российский журнал биомеханики. 2013; 17, № 4 (62): 22–36. Medvedev AE. Dvuhfaznaja model’ techenija krovi. Rossijskij zhurnal biomehaniki. 2013; 17, № 4 (62): 22–36.

15. Miller GE, Etter BD, Dorsi JM. A multiple disk centrifugal pump as a blood fl ow device. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1990; 37 (2): 157–163.

16. Miller GE, Sidhu A, Fink R et al. Evaluation of a multiple disk centrifugal pump as an artifi cial ventricle. Artificial Organs. 1993; 17 (7): 590–592.

17. Miller GE, Madigan M, Fink R. A preliminary fl ow visualization study in a multiple disk centrifugal artificial ventricle. Artifi cial Organs. 1995; 19 (7): 680–684.

18. Miller GE, Fink R. Analysis of optimal design configurations for a multiple disk centrifugal blood pump. Artificial Organs. 1999; 23 (6): 559–565.

19. Izraelev V, Weiss WJ, Fritz B et al. A passive-suspended Tesla pump left ventricular assist device. ASAIO Journal. 2009; 55 (6): 556–561.

20. Medvitz RB, Boger DA, Izraelev V et al. CFD Design and Analysis of a Passively Suspended Tesla Pump Left Ventricular Assist Device. Artifi cial Organs. 2011; 35 (5): 522–533.

21. Batista M. Steady flow of incompressible fluid between two co-rotating disks. Applied Mathematical Modelling. 2011; 35: 5225–5233.

22. Мисюра ВИ, Овсянников БВ, Присняков ВФ. Дисковые насосы. М.: Машиностроение, 1986. Misjura VI, Ovsjannikov BV, Prisnjakov VF. Diskovye nasosy. M.: Mashinostroenie, 1986.

23. Jhun C-S, Newswanger R, Cysyk J et al. Tesla-Based Blood Pump and Its Applications. Transactions of the ASME. 2013; 7: 040917-2.

24. Papaioannou TG, Stefanadis C. Vascular Wall Shear Stress: Basic Principles and Methods. Hellenic Journal of Cardiology. 2005; 46 (1): 9–15.