Implanty i Sztuczne Narządy

mgr inż. Paulina Popik ([e-mail])
mgr inż. Łukasz Cyganik ([e-mail])

Śląskie Międzyuczelniane Centrum Edukacji i Badań
Interdyscyplinarnych
ul. 75 Pułku Piechoty 1, 41-500 Chorzów
Budynek H, Segment C, pok. P22

Ćwiczenie 1: Pomiar objętości

wyrzutowej komory wspomagania

pracy serca VAD

Ćwiczenie 1: Pomiar objętości wyrzutowej komory wspomagania pracy serca VAD

• Polski

Pneumatycznie

Sterowany

System Wspomagania Pracy Serca –
Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii w
Zabrzu.

• ZASTOSOWANIE: leczenie niewydolności

układu krążenia – serca, okresowe
wspomaganie

krążenia

(jedno

lub

dwukomorowego).

• Czasowy pomost do transplantacji

(krytyczna niewydolność, brak draftu do
przeszczepu) lub w celu regeneracji serca
(tymczasowe wspomaganie krytycznie
niewydolnego serca do momentu jego
odbudowy energetycznej i powrotu
wydolnej hemodynamicznie pracy).

Źródło: //anatomiac.w.interia.pl/ukl_kra.html

Ćwiczenie 1: Pomiar objętości wyrzutowej komory wspomagania pracy serca VAD

• Obecnie w Polsce stosowany jest system

POLCAS:

pozaustrojowa

komora

wspomagania

pracy

serca

POLVAD

(ang. ventricular assist device, VAD; LVAD –
left, RVAD - right) + jednostka sterująca
POLPDU (ang. pneumatic driving unit, PDU).

• Membranowa

pompa

wspomagania

napędzana jest pneumatyczną falą ciśnienia
wytwarzaną przez jednostkę sterującą.

• Tryby pracy: asynchroniczny, synchroniczny (z

załamkiem R zespołu QRS sygnału EKG).

• Kaniule wyprowadzone przez ścianę klatki

piersiowej podłączone z pompą, a następnie
jednostką sterującą.

Źródło: http://pwpss.pl/teksty/polpdu501/polpdu501.html

Źródło:
http://katowice.gazeta.pl/katowice/1,35063,14302804,Reli
ga_Heart_juz_ratuje_zycie.html

Ćwiczenie 1: Pomiar objętości wyrzutowej komory wspomagania pracy serca VAD

KOMORA POLVAD:

• Wykonana z biozgodnego poliuretanu.

• Kształt czaszy, wewnątrz której umieszczona jest trójwarstwowa elastyczna

membrana poliuretanowa dzieląca komorę na 2 części: komorę krwi i

komorę pneumatyczną.

• Trzy wejściówki komory: wejściowa, wyjściowa dla krwi – oddzielone od

komory zastawkami oraz końcówka sterująca połączona z komorą

pneumatyczną.

• Ciśnienie sterujące „+” – przesunięcie membrany w kierunku komory krwi

 wzrost ciśnienia krwi  otwarcie zastawki wylotowej  wyrzut do aorty.

• Ciśnienie sterujące „-” lub 0 – przesunięcie membrany w kierunku

odwrotnym  napełnienie komory krwią przez zastawkę wlotową.

Źródło:
http://www.pwpss.pl/karty/308/karta.html

Ćwiczenie 1: Pomiar objętości wyrzutowej komory wspomagania pracy serca VAD

Źródło: http://nt.interia.pl/galerie/technauka/sztuczne-serca-z-zabrza-zdjecie,iId,1134690,iAId,82412

KONEKTOR
WYLOTOWY

ZASTAWKA
WYLOTOWA

ZASTAWKA
WLOTOWA

KONEKTOR
WLOTOWY

MEMBRANA

CZASZA KRWISTA

ODPOWIETRZNIK

KONEKTOR
PNEUMATYCZNY

Ćwiczenie 1: Pomiar objętości wyrzutowej komory wspomagania pracy serca VAD

PARAMETRY PRACY KOMORY VAD:

• Maksymalna objętość wyrzutowa 80cm

3

,

• Maksymalna zdolność wyrzutu krwi 8 l/min,

• Zakres ciśnień sterujących od -20 do 10 kPa,

• Zastawka wlotowa (dyskowa SORIN), średnica 27mm,

• Zastawka wylotowa (dyskowa SORIN), średnica 27mm,

• Kaniule: wlotowa i wylotowa, średnica 0.5 cala.

Źródło: http://www.springerimages.com/Images/Engineering/5-10.1186_1475-925X-11-72-1

Ćwiczenie 1: Pomiar objętości wyrzutowej komory wspomagania pracy serca VAD

POJĘCIA PODSTAWOWE:

• Bpm (ang. beats per minute) – liczba uderzeń serca na

minutę,

• Objętość wyrzutowa serca (ang. stroke volume, SV) –

objętość krwi wytłoczona przez jedną z komór serca podczas
jej skurczu. U dorosłego mężczyzny wynosi ok. 70-75 ml,

• Pojemność minutowa (ang. cardiac output, CO) = SV x bpm.

Ćwiczenie 2: Budowa prostego modelu

układu wydalniczego człowieka

Ćwiczenie 2: Budowa prostego modelu układu wydalniczego człowieka

Źródło: https://www.edukator.pl/Uklad-moczowy,4038.html

•

Układ wydalniczy (układ moczowy) – zespół

narządów, których zadaniem jest usuwanie
zbędnych i szkodliwych produktów przemiany
materii oraz regulacja zawartości wody w
organizmie.

• Narządy układu moczowego:
- nerki,
- moczowody,
- pęcherz moczowy,
- cewka moczowa.

• Główne funkcje:
- powstawanie, gromadzenie i wydalanie moczu,
- oczyszczanie organizmu, poprzez wydalenie
zbędnych produktów przemiany materii,
- utrzymywanie równowagi płynów ustrojowych
poprzez produkcję moczu,
- regulacja zawartości soli oraz kwasów w
organizmie.

• Najczęstszymi przyczynami krańcowej niewydolności nerek wśród

pacjentów leczonych metodami nerkozastępczymi są:

- kłębuszkowe zapalenie nerek,
- cukrzyca,
- nadciśnienie tętnicze.

• Metody leczenia chorób nerek:
- hemodializa,
- dializa otrzewnowa,
- transplantacja nerek.

• Dializa – metoda oczyszczania roztworów koloidalnych z

elektrolitów przy użyciu błony półprzepuszczalnej. Zabieg ten

umożliwia usunięcie większości szkodliwych produktów przemiany

materii, takich jak np. mocznik.

Ćwiczenie 2: Budowa prostego modelu układu wydalniczego człowieka

HEMODIALIZA:
• Zabieg

stosowany

w

leczeniu

zaawansowanej przewlekłej i ostrej

niewydolności nerek, a także niektórych

zatruć, którego celem jest usunięcie

produktów przemiany materii, wody,

leków

lub

toksycznych

substancji

znajdujących się we krwi.

• Podczas zabiegu krew jest wielokrotnie

przepompowywana na zewnątrz ciała

do dializatora, który działa jak sztuczna

nerka.

• Hemodializa może być przeprowadzana

w domu lub w ośrodku dializ. W Polsce

zabieg wykonywany jest wyłącznie w

warunkach szpitalnych.

Ćwiczenie 2: Budowa prostego modelu układu wydalniczego człowieka

Źródło: http://www.jestemchory.pl/chapter.via?id=590

DIALIZA OTRZEWNOWA:
•

Zabieg stosowany dla oczyszczenia krwi ze szkodliwych produktów metabolizmu,

w zaawansowanej przewlekłej niewydolności nerek.

•

Zabieg jest podobny do zabiegu hemodializy, ma doprowadzić do usunięcia z

organizmu substancji toksycznych i w miarę możliwości pomóc w utrzymaniu

adekwatnego bilansu płynowego.

•

Półprzepuszczalną błoną dializacyjną jest otrzewna, która wyścieła jamę

brzuszną i pokrywa znajdujące się w niej narządy.

•

Do jamy brzusznej wprowadza się specjalnie przygotowany płyn dializacyjny.

Wymagane jest założenie stałego dostępu poprzez cewnik, który umieszcza się na

stałe w jamie brzusznej pacjenta w miarę możliwości na dnie jamy otrzewnej, w

jamie Douglasa. Pozwala on na swobodne wprowadzanie i wyprowadzanie płynu

z otrzewnej.

Ćwiczenie 2: Budowa prostego modelu układu wydalniczego człowieka

Źródło: https://www.dializadomowa.pl/na-czym-polega-dializa-otrzewnowa.html

TRANSPLANTACJA NEREK:
•

Najskuteczniejsza metoda leczenia nerkozastępczego, przeszczepiony narząd jest

w stanie przejąć wszystkie funkcje, jakie zdrowe nerki sprawują w organizmie.

•

Przeszczepiana nerka musi pochodzić od dawcy o zgodnej grupie krwi oraz

powinna być jak najlepiej dobrana pod względem zgodności antygenów

tkankowych. Istnieją trzy źródła nerek do transplantacji: dawca zmarły, dawca

żyjący spokrewniony, dawca żyjący niespokrewniony.

•

Zawsze musi być pewność, że przeszczepiana nerka jest w pełni sprawna, a w

przypadku dawcy żyjącego pewność musi dotyczyć obu jego nerek, aby

zagwarantować, że pozostawiona w jego organizmie nerka zapewni normalne

funkcjonowanie.

Ćwiczenie 2: Budowa prostego modelu układu wydalniczego człowieka

Źródło: http://californiakidneyspecialists.com/?page_id=27

Bibliografia:

• Michajlik A., Ramotowski W., Anatomia i fizjologia człowieka,

Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2006.

• Nałęcz M. (red.), Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000,

Tom 3. Sztuczne Narządy, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT,
Warszawa 2001.

• Nałęcz M. (red.), Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000,

Tom 4. Biomateriały, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT,
Warszawa 2003.

• Strona internetowa: http://www.frk.pl/.
• Strona internetowa: http://www.polskieserce.pl/.
• Książek A., Rutkowski B., Nefrologia, Wyd. Czelej, Lublin 2004.
• Blake P. G., Daugirdas J. T., Ing T. S., Podręcznik dializoterapii, Wyd.

Czelej, Lublin 2008.