便攜式循環(huán)輔助裝置的研制及其動物實驗研究.pdf

1、研究目的：多種心臟疾病的終末期表現(xiàn)為心力衰竭(Heart Failure，HF)。機械循環(huán)輔助裝置(Mechanical circulatory support device，MCSD)或稱心室輔助裝置(Ventricular Assist Device，VAD)的應用現(xiàn)已在國際上成為心力衰竭的主要治療方式之一。而我國尚無自主研制的商品化VAD在臨床應用。根據(jù)我國的基本醫(yī)療狀況，自主研發(fā)一種能在臨床快速建立循環(huán)輔助的便攜裝置是有必要的。

2、此項研究的目的除了裝置的設計制作之外，還在于進行這種裝置用于急性心力衰竭動物模型的實驗研究。
　　 研究方法：研究共分3個部分。第一部分是通過改變現(xiàn)有國產(chǎn)同類裝置的動力來源、泵體結構、控制方式，設計制作一種便攜式的VAD。并且通過具體實施方式，測試其各項參數(shù)結果。第二部分是建立豬的急性心力衰竭模型。在5只成年豬中嘗試運用冠狀動脈前降支結扎的方法建立動物模型，并運用連續(xù)有創(chuàng)動脈測壓及漂浮導管評價其血流動力學變化。第三部分是在6個急

3、性心力衰竭動物中，利用體外循環(huán)機模擬所設計 VAD的插管及循環(huán)輔助方式。運用心臟超聲(Ultrasonic Cardiogram，UCG)評價經(jīng)主動脈瓣放置的引流管對瓣膜及左心系統(tǒng)的影響。并評價循環(huán)輔助對動物急性心力衰竭狀態(tài)的血流動力學及生物化學方面的影響。
　　 研究結果：
　　 第一部分：VAD樣機完成了除耗材部件以外的安裝及測試。該裝置由電機驅(qū)動的液壓系統(tǒng)提供直接動力。液體壓力經(jīng)過特制的多孔擋板，均勻作用于2個血囊

4、，使其交替收縮，推動血流經(jīng)過3個單向閥門產(chǎn)生循環(huán)輔助。操作者可以通過觸摸式液晶屏設置 VAD的工作參數(shù)并實時監(jiān)控裝置的工作狀態(tài)。樣機的設計總重量為16kg；血液灌注流量設定范圍為1000～5000ml/min；血泵搏動率設定范圍為50～120bpm。
　　 第二部分：5只豬中有3只完成實驗。3只動物在動脈收縮壓(ASP)、動脈平均壓(AMP)和連續(xù)心指數(shù)(CCI)方面都表現(xiàn)出在冠狀動脈結扎后的顯著下降(p<0.05)。3只動物中

5、有2只的肺動脈收縮壓(PASP)也在結扎后出現(xiàn)顯著升高(p<0.05)。這些數(shù)據(jù)都符合急性心力衰竭的臨床表現(xiàn)。
　　 第三部分：6只豬中有5只完成了急性心力衰竭狀態(tài)的模擬VAD應用。在經(jīng)主動脈瓣插管的前后，二尖瓣舒張早、晚期最大血流速度及其比值(E，A，E/A)，主動脈瓣峰流速、平均流速、最大跨瓣壓差、平均跨瓣壓差(Vmax，Vmean，PGmax，PGmean)和心室等容舒張時間(IVRT)等心超指標都未表現(xiàn)出明顯差異(p>0

6、.05)。在循環(huán)輔助下，有創(chuàng)監(jiān)測方面，除混合靜脈氧飽和度(SVO2)外(p=0.106)，AMP、PASP和CCI也都較心衰狀態(tài)有顯著改善，其p值分別為0.048、0.002、0.014；血液生化檢查方面，動脈二氧化碳分壓(PCO2)、動脈氧分壓(PO2)和血清Ca++濃度較心衰狀態(tài)發(fā)生了顯著的變化(p<0.05)；心臟超聲方面，循環(huán)輔助狀態(tài)下的左心室射血分數(shù)(LVEF)也有顯著的改善(P=0.016)，但并未恢復到基礎狀態(tài)(P=0.0

7、28)。
　　 結論：整個研究項目的初衷是自主設計并制作一種 VAD，主要用于臨床各種急性心力衰竭的循環(huán)輔助治療。
　　 對于VAD樣機的設計和制作基本達到了預先的設計目的。該裝置由液壓提供動力，基本具有便攜、微創(chuàng)、搏動性、快速安裝、安全可控等特點。與此同時，研究完成了大型動物急性心力衰竭模型的建立，冠狀動脈結扎的方法簡便、直觀，基本可以滿足各種外科實驗研究的需要。此項研究還通過動物實驗證實了微創(chuàng)插管方式的可行性，以及該