Heart transplant is often considered the best treatment for prolonged left ventricular failure. However due to limited donor hearts and ineligibility of some patients to get a transplant, heart assist devices are considered a short/long term option to assist the failing ventricle. Numerous in vitro and animal trials are conducted to study the flow fields in artificial ventricles to avoid hemolysis and thrombosis but the effects of flow fields corresponding to the angle of LVAD insertion into the aorta are often neglected. This experiment uses 30, 60 and 90 degree glass models to signify different angles of the surgical end to side anastomosis. Particle Image Velocimetry is used to study the flow fields at the interface and determine optimum angle amongst the three to avoid blood trauma. Use of a 30 degree glass interface minimizes stagnation zone, recirculation patterns, flow reversal, high shear region and other flow irregularities which may lead to reduced hemolysis, thrombosis and blood trauma in a clinical setting.

Introdução: A utilização de dispositivos de assistência ventricular esquerda (DAVE) proporciona melhor manejo dos pacientes que necessitam de métodos alternativos como ponte para o transplante cardíaco. Parcela significativa dos pacientes sob uso de DAVE desenvolve falência de ventrículo direito (VD), com elevada mortalidade. Propusemos estudo experimental para desenvolvimento de método de descompressão do VD em pacientes sob assistência mecânica esquerda e disfunção biventricular. Método: Foi realizado estudo experimental em cães adultos, com disfunção biventricular em fibrilação ventricular, mantidos em uso de DAVE com bomba centrífuga. Os animais foram divididos em dois grupos. No Grupo A, foi realizada descompressão do VD através de anastomose cavo-pulmonar, com anastomose da veia cava superior na artéria pulmonar direita. No grupo B, não foi realizado o \"shunt\". Após o preparo inicial foi iniciada assistência circulatória átrio esquerdo-aorta. Foram realizadas medidas hemodinâmicas e laboratoriais no momento inicial e aos 30, 60 e 90 minutos de assistência nos dois grupos. Resultados: Os dados hemodinâmicos e laboratoriais iniciais foram semelhantes nos dois grupos. No Grupo A, houve melhora da pressão arterial media (p<0,0001) durante a assistência. O fluxo pulmonar também foi maior no grupo A (p<0,0001), resultando em maior fluxo na bomba centrífuga, principalmente aos 90 min(1,2L/min X 0,5L/min, p<0,0001). A dosagem de lactato sérico no último momento de estudo foi menor no grupo A (27,6mg/dL versus 47,6mg/dL, p<0,05). Conclusão: Concluímos que a anastomose cavo-pulmonar promove descompressão do VD em modelo de disfunção bi-ventricular aguda sob assistência circulatória isolada do ventrículo esquerdo. A descompressão do VD leva a aumento do fluxo pulmonar e melhor desempenho hemodinâmico da assistência ao ventrículo esquerdo. / Introduction: The use of Left Ventricular Assist Devices promotes better clinical handling of patients in the need of alternative methods as bridge to heart transplant. A significant part of them develop right ventricle failure, leading to high death incidence. We have proposed an experimental study for the development of a method to decompress the right ventricle in biventricular failure patients under Left Ventricular Assist Devices . Method: Experimental study with adult dogs with acute biventricular failure in ventricular fibrillation under left assist device by centrifugal pump. The animals were divided in 2 groups. In Group A decompression of RV was made by cavo-pulmonary anastomosis between superior vena cava and right pulmonary artery. In Group B the anastomosis was not performed. After initial preparation left atrium-aorta circulatory support begun. Hemodinamic and laboratory measures were taken at start time and at 30, 60 and 90 minutes of circulatory support. Results: Initial laboratory and haemodinamic data were similar in both groups. Group A had better mean arterial pressure during support(p<0,0001). Pulmonary blood flow was higher in Group A resulting in higher pump flow, mainly at 90 minutes(1,2L/minX0,5L/min, p<0,0001). Serum lactate was lower at 90 minutes in Group A(27,6mg/dL x 47,6mg/dL, p<0,05). Conclusion: We conclude that the cavo-pulmonary anastomosis led to right ventricle decompression in an experimental model of acute biventricular failure under isolated left ventricle circulatory support. The right ventricle decompression generated enhancement in pulmonary blood flow and better circulatory support performance.

Introdução: A utilização de dispositivos de assistência ventricular esquerda (DAVE) proporciona melhor manejo dos pacientes que necessitam de métodos alternativos como ponte para o transplante cardíaco. Parcela significativa dos pacientes sob uso de DAVE desenvolve falência de ventrículo direito (VD), com elevada mortalidade. Propusemos estudo experimental para desenvolvimento de método de descompressão do VD em pacientes sob assistência mecânica esquerda e disfunção biventricular. Método: Foi realizado estudo experimental em cães adultos, com disfunção biventricular em fibrilação ventricular, mantidos em uso de DAVE com bomba centrífuga. Os animais foram divididos em dois grupos. No Grupo A, foi realizada descompressão do VD através de anastomose cavo-pulmonar, com anastomose da veia cava superior na artéria pulmonar direita. No grupo B, não foi realizado o \"shunt\". Após o preparo inicial foi iniciada assistência circulatória átrio esquerdo-aorta. Foram realizadas medidas hemodinâmicas e laboratoriais no momento inicial e aos 30, 60 e 90 minutos de assistência nos dois grupos. Resultados: Os dados hemodinâmicos e laboratoriais iniciais foram semelhantes nos dois grupos. No Grupo A, houve melhora da pressão arterial media (p<0,0001) durante a assistência. O fluxo pulmonar também foi maior no grupo A (p<0,0001), resultando em maior fluxo na bomba centrífuga, principalmente aos 90 min(1,2L/min X 0,5L/min, p<0,0001). A dosagem de lactato sérico no último momento de estudo foi menor no grupo A (27,6mg/dL versus 47,6mg/dL, p<0,05). Conclusão: Concluímos que a anastomose cavo-pulmonar promove descompressão do VD em modelo de disfunção bi-ventricular aguda sob assistência circulatória isolada do ventrículo esquerdo. A descompressão do VD leva a aumento do fluxo pulmonar e melhor desempenho hemodinâmico da assistência ao ventrículo esquerdo. / Introduction: The use of Left Ventricular Assist Devices promotes better clinical handling of patients in the need of alternative methods as bridge to heart transplant. A significant part of them develop right ventricle failure, leading to high death incidence. We have proposed an experimental study for the development of a method to decompress the right ventricle in biventricular failure patients under Left Ventricular Assist Devices . Method: Experimental study with adult dogs with acute biventricular failure in ventricular fibrillation under left assist device by centrifugal pump. The animals were divided in 2 groups. In Group A decompression of RV was made by cavo-pulmonary anastomosis between superior vena cava and right pulmonary artery. In Group B the anastomosis was not performed. After initial preparation left atrium-aorta circulatory support begun. Hemodinamic and laboratory measures were taken at start time and at 30, 60 and 90 minutes of circulatory support. Results: Initial laboratory and haemodinamic data were similar in both groups. Group A had better mean arterial pressure during support(p<0,0001). Pulmonary blood flow was higher in Group A resulting in higher pump flow, mainly at 90 minutes(1,2L/minX0,5L/min, p<0,0001). Serum lactate was lower at 90 minutes in Group A(27,6mg/dL x 47,6mg/dL, p<0,05). Conclusion: We conclude that the cavo-pulmonary anastomosis led to right ventricle decompression in an experimental model of acute biventricular failure under isolated left ventricle circulatory support. The right ventricle decompression generated enhancement in pulmonary blood flow and better circulatory support performance.

科学研究費補助金 研究種目:基盤研究(B) 課題番号:10480243 研究代表者:碓氷 章彦 研究期間:1998－2001年度