Гидродинамические характеристики протезов клапанов сердца " МЕДИНЖ "

 

Гидродинамические характеристики потока крови, проходящего через протез клапана сердца оказывают существенное влияние как на травму форменных элементов крови, так и на активизацию процессов тромбообразования на клапане.

При ламинарном струйном течении подобном физиологическому потку крови в сосудах сердечно-сосудистой системы не происходит травмирование форменных элементов крови - эритроцитов и тромбоцитов.

 

В областях отрыва потока крови от поверхности протеза клапана и областях вихреобразования возникают напряжения в потоке, которые могут вызвать травму элементов крови. Это может вызвать повышенный гемолиз крови или активизацию тромбоцитов.

 

В областях, прилегающих к протезу клапана, где образуются застойные зоны в потоке крови, создаются условия для адгезии тромбоцитов и активизации процесса тромбообразования.

 

Для ликвидации возможности стабильной локализации застойных зон в клапане " МЕДИНЖ-2 " реализована возможность вращения створок вокруг центральной оси корпуса во время работы клапана. Рис. 4. Изменение ориентации створок клапана вызывает изменение локализации застойной зоны и тем самым снижает риск тромбообразования.

 

В клапане " МЕДИНЖ-2 " для обеспечения ламинарного потока крови и снижения напряжений в потоке крови створки, в отличие от известных протезов других фирм, выполнены не плоскими, а специальной изогнутой формы. Это позволило улучшить структуру потока, получить более равномерное распределение скоростей в потоке. На рисунке показано относительное распределение величины локальных скоростей V в потоке через клапаны относительно средней скорости потока V o для клапана с обычными плоскими створками и клапана " МЕДИНЖ-2 " с профилированными створками. (Исследования проведены в государственном политехническом университете г.Ст.Петербург)

 

Специальная аэродинамическая форма створок клапана " МЕДИНЖ-2 " обеспечивает практически ламинарный поток крови через все части отверстия клапана в открытом положении. На рис. 6 показаны линии тока и профиль скоростей потока крови через клапан " МЕДИНЖ-2 ", визуализированные с помощью метода водородных пузырьков.

 

Аэродинамическая форма створок клапана " МЕДИНЖ-2 " не только формирует ламинарный поток крови, но и повышает быстродействие клапана при его открытии и закрытии. На рис. 7 представлены результаты сравнительных испытаний современных протезов клапанов на пульсдупликаторе с целью определения времени закрытия клапанов при различных частотах сердечных циклов.

 

Одним из эффективных методов снижения риска тромбообразования является обеспечение промывки опасных зон обратным регургитационным потоком крови. Для реализации этого метода в клапане " МЕДИНЖ-2 " выполнены специальные щели и в области шарнирного механизма с одновременной ликвидации случайных зазоров в местах соприкосновения створок с корпусом. Благодаря этому формируются локальные струи потока крови промывающие шарнирный механизм. После прохождения через клапан происходит формирование струй по касательной к корпусу клапана. В результате эти струи принуждают кровь в камерах сердца совершать вращательное движение, снижая риск образования застойных зон.

Проведенные исследования подтвердили, что в создаваемых струях регургитационного потока не происходит травмы эритроцитов и величина объема регургитации через клапаны " МЕДИНЖ-2 " соответствует соответствующим значениям современных протезов.