Felix Unger

Functional heart replacement with nonpulsatile impeller blood pumps.

Despite improved techniques in myocardial preservation there are several patients in whom the heart fails after an open heart procedure. The low cardiac output syndrome is based in approximately 40% of these patients on an isolated left ventricular power failure, i.e. patients with an aortic valve disease. In approximately 60% a biventricular power failure is to be expected, and in order to support these failing hearts it is desirable to have a biventricular assist device available to perform functional heart replacement (2, 7).

Die Schraubenspindelpumpe: eine nonpulsatile Blutpumpe zur assistierten Zirkulation

ZusammenfassungDie Schraubenspindelpumpe ist eine kombiniert arbeitende, non-pulsatile Blutpumpe, d. h. Druck und Flußwerden durch Beschleunigung und gleichzeitige Verdrängung des eingebrachten Mediums erzeugt. Dieses spezielle Funktionskonzept wurde gewählt, um den wesentlichen Problemen nonpulsatiler Blutpumpen, nämlich thromboembolische Komplikationen, Dichtungsschwierigkeiten, Hitzeentwicklung und traumatische Hämolyse, effizient begegnen zu können. Die ersten 3 dieser Probleme waren im Vergleich zum 4. Problem, der Bluttraumatisierung, relativ leicht zu lösen. Um die Belastung des Blutes durch den Einfluß der Schraubenspindelpumpe möglichst niedrig zu halten, waren zahlreiche konstruktive Veränderungen und Modifikationen notwendig. Letztlich gelang es aber, vor allem aufgrund der bei den Tierversuchen gewonnenen Erfahrungen, einen Prototyp zu realisieren, der unseren Vorstellungen entsprach. Dieser Prototyp (der 16. in unserer Entwicklungsreihe) wird vorgestellt, seine Entwicklung wird im Vergleich zu anderen nonpulsatilen Blutpumpen diskutiert; näher eingegangen wird auf die mit diesem Prototyp durchgeführten Tierexperimente, es handelte sich um 3 Akutversuche und 8 länger dauernde Experimente (die längste Pumpdauer betrug 63 Stunden).

Biventrikuläre assistierte Zirkulation mit der Impeller-Pumpe (Imp.-BVAD)

ZusammenfassungBei Patienten mit Herzversagen nach einem kardiochirurgischen Eingriff kann eine mechanische Kreislaufunterstützung notwendig werden. Diese Situation wurde im Tierversuch hergestellt, zur Herzentlastung wurde der biventrikuläre Bypass mit der pulslos arbeitenden Impeller-Pumpe verwendet. Dabei wurden neben der hämodynamischen Effizienz die Bluttraumatisierung und die Thrombogenität der Pumpen untersucht. Die Thrombenbildung ist hauptsächlich von der Kühlung des Propellerrotors abhängig. Die Kühlung ist technisch schwierig und limitiert die zeitliche Anwendbarkeit dieser Pumpenart. Trotzdem kommt dieses System aber dank der einfachen Implantationstechnik und Steuerbarkeit für einen kurzfristigen klinischen Einsatz durchaus in Frage.SummaryMechanical assisted circulation may be indicated in patients with cardiac failure after an open heart procedure. This model situation was simulated in 16 animal experiments, and than treated by a biventricular bypass consisting of two impeller blood pump systems. The hemodynamic efficiency, the traumatic hemolysis and the thrombogenity of the pumps were examinated. The thrombogenity is dependent on cooling of the impeller-rotor. This cooling is difficult and seems to be the limiting factor in using these pumps. Because of the simple implantation technique and control this system is feasible for a short clinical use.

Standards and Concepts in Valve Surgery

INTRODUCTION With the advent of open heart surgery it has been possible to actively fight valvular diseases. Before World War II there were some reports of operations on the heart, but these operations were rare and anecdotal. Closed techniques were performed occasionally in mitral surgery after World War II. After 1952, a major breakthrough occurred with the introduction of artificial valves and coronary artery bypass graft (CABG) surgery for open heart surgery.

M. E. DeBakey

The high incidence and mortality rate of heart disease as well as the obscurity of its cause have drawn attention to the urgent need for an effective mechanical assistor to support the failing human heart. In the United States alone, cardiovascular-renal diseases account for about 55% of all deaths, a large number of which are due to coronary arterial disease. It has been estimated that mechanical circulatory assistors could have helped about half of the patients with heart disease who have died.

S. D. Moulopoulos

The circulatory system is unique among the other systems in mammalians in having a single, mechanical mission — setting blood in motion. In such a simple hydraulic mechanism a pump and an energy source are needed to fulfill the requirements. The heart is the basic unit in the system, although it is helped by a specific construction and function of the peripheral vascular channels to achieve blood propulsion through a high-resistance network of nonrigid tubes.

D. A. Cooley

Cardiac surgery has advanced rapidly in the two decades since techniques of open-heart surgery using cardiopulmonary bypass became available. New procedures have been introduced repeatedly to correct previously inoperable congenital cardiac anomalies and acquired lesions. More and more, major emphasis has been placed upon replacement of human cardiac pump components that are beyond repair. While substitute parts are now available for the valves, septa, coronary arteries, and the major arteries, the challenge remains to develop a suitable and clinically satisfactory substitute for the myocardium. The nature of this project is such that progress has appeared painfully slow by comparison with other innovations in heart surgery.