PRACOWNIA SZTUCZNEGO SERCA

Celem projektu jest opracowanie innowacyjnych biomateriałów polimerowych o potencjalnym zastosowaniu w konstrukcji systemów wspomagania serca. Wcześniejsze prace wnioskodawcy, m.in. w ramach projektu "Polskie Sztuczne Serce" wykazały, że segmentowe poliestry, zawierające sekwencje jak w PET, materiale który od lat jest wykorzystywany do produkcji protez naczyniowych, można modyfikować w taki sposób, aby otrzymać materiały o specyficznych właściwościach, tj. doskonałej odporności zmęczeniowej. Uzyskane wyniki stały się podstawą do sformułowania niniejszego projektu zakładającego opracowanie platformy technologicznej nowych biomateriałów na bazie PET, modyfikowanych kwasami tłuszczowymi i witaminą E, oraz zbadanie ich czystości chemicznej i biozgodności pod kątem wykorzystania w pozaustrojowych systemach wspomagania pracy serca.

Aby zrealizować postawiony cel badawczy, poszczególne zadania projektu są realizowane przez zespoły doświadczonych naukowców w specjalistycznych laboratoriach będących w dyspozycji konsorcjum. Badania te obejmują opracowanie warunków syntezy nowych materiałów o zróżnicowanej twardości, a zwłaszcza doboru rodzaju katalizatora i temperatury, badania budowy chemicznej, struktury fazowej i jej związku z właściwościami, zwłaszcza termicznymi, mechanicznymi, stabilnością hydrolityczną i biozgodnością na poziomie komórkowym i tkankowym.

Na etapie wykonywania prób przetwórstwa, a zwłaszcza elementów prototypu wyrobu z nowego materiału prowadzona jest współpraca z partnerem przemysłowym (firmą Wadim Plast), dysponującym zapleczem przetwórczym, które umożliwia wytwarzanie poszczególnych elementów i detali protezy.

Pracownia Sztucznego Serca wykonuje w ramach projektu badania techniki sterylizacji nowych materiałów, badania biozgodności materiałów przed i po procesie przetwórstwa zgodnie z normą ISO 10993 (in vitro i in vivo), wytwarza próbne partie protez z nowego materiału oraz przeprowadza badania eksploatacyjne, hydrodynamiczne i ostrej trombogenności wytworzonej partii prototypowej protez z opracowanego w projekcie biomateriału.

Szczegóły na temat projektu znajdują się na stronie www projektu ElastoKard: http://www.elastokard.zut.edu.pl/opisprojekt.html

Celem projektu jest ulepszenie ultradźwiękowej metody pomiaru przepływu pod kątem zmniejszenia niepewności pomiaru, opracowanie ultradźwiękowej metody detekcji i różnicowania mikrozatorów w płynącej krwi oraz opracowanie modelu systemu pomiarowego przeznaczonego dla protezy ReligaHeart EXT.

Podstawowym problemem klinicznym mechanicznego wspomagania serca jest minimalizacja ryzyka wystąpienia powikłań zakrzepowo-zatorowych. Wczesne wykrycie mikroskrzeplin indukowanych przez protezę serca umożliwiłoby podjęcie działań zapobiegających powstaniu groźnej dla życia skrzepliny o dużym stopniu organizacji. Dla zapewnienia prawidłowego przebiegu wspomagania wymagany jest również pomiar przepływu krwi wytwarzanego przez protezę serca. Przedmiotem projektu jest opracowanie ultradźwiękowego urządzenia przeznaczonego do pomiaru przepływu i detekcji mikrozatorów w pozaustrojowej protezie serca ReligaHeart EXT. Projekt bazuje na badaniach podstawowych przeprowadzonych m.in. w ramach programu wieloletniego Polskie Sztuczne Serce.

Najważniejszymi efektami projektu będą: zwiększenie bezpieczeństwa wspomaganego pacjenta, zmniejszenie liczby powikłań i kosztów leczenia a przez to umożliwienie leczenia większej liczby pacjentów z tych samych środków finansowych.

Pracownia Sztucznego Serca wykonuje w ramach projektu następujące badania i prace konstruktorskie: opracowanie systemu pobierania krwi zwierzęcej, adaptacja metody ostrej trombogenności dla kontrolowanego indukowania mikrozatorów, opracowanie metod referencyjnych zliczania i różnicowania mikroskrzeplin we krwi, przystosowanie elementów konstrukcyjnych protezy serca ReligaHeart EXT dla wyposażenia ich w przetworniki pomiarowe, opracowanie metod i przeprowadzenie badań walidacyjnych ultradźwiękowego pomiaru przepływu i detekcji mikroobiektów na płynie krwiozastępczym oraz finalnie przeprowadzenie badań in-vitro opracowanej metody i urządzenia na krwi zwierzęcej.

Oczekiwany rezultat projektu to model urządzenia pomiarowego wraz z sondami i oprogramowaniem, zdolnego do pomiaru przepływu krwi z dokładnością około 10% oraz zliczania i klasyfikowania względem wielkości obiektów (mikroskrzeplin embolii gazowych) unoszonych z prądem płynącej krwi.

Podstawowym problemem klinicznym mechanicznego wspomagania serca jest minimalizacja ryzyka wystąpienia powikłań zakrzepowo-zatorowych. Wczesne wykrycie mikroskrzeplin indukowanych przez protezę serca umożliwiłoby podjęcie działań zapobiegających powstaniu groźnej dla życia skrzepliny o dużym stopniu organizacji. Dla zapewnienia prawidłowego przebiegu wspomagania wymagany jest również pomiar przepływu krwi wytwarzanego przez protezę serca.

Celem projektu jest zastosowanie warstw azotowanych i/lub tlenoazotowanych wytwarzanych metodą jarzeniową na podłożu tytanowym jako atrombogennych i odpornych na zużycie warstw powierzchniowych elementów konstrukcyjnych wszczepialnych wirowych pomp wspomagania serca.

Projekt obejmuje badania właściwości warstw wytwarzanych obróbką jarzeniową na tytanie dla wytypowania odpowiedniej warstwy powierzchniowej na elementy konstrukcyjne wirowej pompy wspomagania serca oraz opracowanie technologii wytwarzania wybranych warstw na poszczególnych elementach wirowej pompy wspomagania serca w procesie technologicznym wytwarzania pompy oraz sprawdzenie w badaniach własności pomp z wytworzoną warstwą dla weryfikacji osiągnięcia celu.

Pompa ReligaHeart ROT

Pracownia Sztucznego Serca wykonuje w ramach projektu badania trombogenności i badania tryboligiczne wytworzonych warstw dyfuzyjnych na opracowanych i wytworzonych w Pracowni stanowiskach badawczych, wytwarza elementy i kompletne prototypy wirowej odśrodkowej pompy wspomagania serca oraz wykonuje badania eksploatacyjne i ostrej trombogenności partii prototypowej protez.

Oczekiwany rezultat projektu to zastosowanie dyfuzyjnych warstw jarzeniowych w konstrukcji prototypu klinicznego pompy ReligaHeart ROT dla osiągnięcia wymaganych własności powierzchni elementów pompy w kontakcie z krwią.

Projekt obejmuje badania właściwości warstw wytwarzanych obróbką jarzeniową na tytanie dla wytypowania odpowiedniej warstwy powierzchniowej na elementy konstrukcyjne wirowej pompy wspomagania serca oraz opracowanie technologii wytwarzania wybranych warstw na poszczególnych elementach wirowej pompy wspomagania serca w procesie technologicznym wytwarzania pompy oraz sprawdzenie w badaniach własności pomp z wytworzoną warstwą dla weryfikacji osiągnięcia celu.

Celem projektu jest opracowanie i przebadanie systemu mechanicznego wspomagania serca dla dzieci ReligaHeart PED składającego się z: pulsacyjnych protez serca o różnych rozmiarach oraz hybrydowego sterownika pulsacyjnych protez serca dla dorosłych, zaadaptowanego do sterowania pediatrycznych komór wspomagania serca.

Zakres projektu obejmuje cztery etapy prac badawczych:

• Modyfikacja konstrukcji prototypu pediatrycznej pulsacyjnej pompy wspomagania serca Religa Heart PED (45ml) do zastosowania zastawek dyskowych typu Moll o rozmiarach 20 i/lub 18 mm;
• Opracowanie konstrukcji prototypu pediatrycznej pulsacyjnej pompy wspomagania serca Religa Heart PED (30ml) do zastosowania zastawek dyskowych typu Moll o rozmiarach 16 i/lub 14 mm;
• Opracowanie konstrukcji prototypu pediatrycznej pulsacyjnej pompy wspomagania serca Religa Heart PED (20ml) z zastawką dyskową typu Moll rozmiar 16 lub 14 mm na wypływie i zastawką poliuretanową jednopłatkową na napływie;
• Badania kwalifikacyjne prototypów pediatrycznych pomp wspomagania serca.

Efektem projektu będzie system mechanicznego wspomagania serca u dzieci ReligaHeart PED obejmujący trzy rozmiary pediatrycznych pulsacyjnych pomp wspomagania serca przeznaczonych dla wspomagania serca u dzieci w różnym wieku:

- Religa Heart PED o objętości 45ml, dla dzieci w wieku od 8 do 12 lat;

- Religa Heart PED o objętości 30ml, dla dzieci w wieku od 4 do 9 lat;

- Religa Heart PED o objętości 20ml, dla u dzieci w wieku od 2 do 5 lat.

Pracownia Sztucznego Serca opracowuje w ramach projektu konstrukcje pediatrycznych pulsacyjnych pomp wspomagania serca pod zastawki typu Moll lub opracowaną nową zastawkę poliuretanową, opracowuje technologię wytwarzania pomp oraz wytwarza partię prototypową pomp pediatrycznych, wykonuje badania kwalifikacyjne pomp in vitro i in vivo.