Integrated Maglev Pump-Oxygenator for Respiratory Support

用于呼吸支持的集成磁悬浮泵氧合器

基本信息

  • 批准号:
    7108046
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2006-04-05 至 2007-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The death rate due to respiratory disease has increased nearly 20% in the United States since 1979, surpassing virtually all other types of disease. Adult respiratory distress syndrome (ARDS) alone afflicts approximately 150,000 patients every year with a mortality rate between 30 and 70%. Current treatment is limited to extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), but ECMO systems are generally assembled from multiple, unmatched components to create a pump-oxygenator circuit. These circuits result in higher than desired priming volume and membrane surface area because of non-optimized blood flow dynamics. In order to overcome these limitations, we have proposed the development of a novel artificial respiratory device capable of sustained respiratory support. The goal of this proposal is to develop an integrated pump-oxygenator (IPO) device, which incorporates durable membranes and magnetically levitated blood pump technology to produce a highly efficient respiratory support system with low priming volumes. Accordingly, our specific aims include the following: Specific Aim 1: Employ fluid simulation methods to model blood pumping function, gas transfer and hemocompatibility, and use these results to design and fabricate oxygenator components with optimal size and operating parameters. Specific Aim 2: Fabricate the components of the IPO prototype device for in-vitro characterization, including an evaluation of device blood flow performance. Specific Aim 3: Evaluate the device in-vitro utilizing bovine blood to assess gas exchange and the effects on blood. Specific Aim 4: Conduct in-vivo animal studies (3) in sheep to assess in-vivo hemodynamics, gas exchange and biocompatibility of the IPO device. Successful completion of this project will result in the development of a portable pump oxygenator system characterized by improved hemocompatibility, due to the use of the MagLev pump, improved oxygen efficiency, due to enhanced blood recirculation and blood flow dynamics, and ease of manufacturing, due to its modular design. We anticipate that such as system will be capable of providing long term respiratory support (weeks to months). The availably of such a device should have significant impact on reducing mortality due to severe, acute respiratory disorders.
描述(由申请人提供):自 1979 年以来,美国因呼吸系统疾病导致的死亡率增加了近 20%,几乎超过了所有其他类型的疾病。仅成人呼吸窘迫综合征 (ARDS) 每年就会影响大约 150,000 名患者,死亡率在 30% 至 70% 之间。目前的治疗仅限于体外膜氧合 (ECMO),但 ECMO 系统通常由多个不匹配的组件组装而成,以创建泵氧合器回路。由于血流动力学未优化,这些回路导致预充量和膜表面积高于所需值。为了克服这些限制,我们建议开发一种能够持续呼吸支持的新型人工呼吸装置。该提案的目标是开发一种集成泵氧合器 (IPO) 装置,该装置结合了耐用的膜和磁悬浮血泵技术,以产生低预冲量的高效呼吸支持系统。因此,我们的具体目标包括: 具体目标 1:采用流体模拟方法对血液泵送功能、气体传输和血液相容性进行建模,并利用这些结果来设计和制造具有最佳尺寸和操作参数的氧合器组件。具体目标 2:制造 IPO 原型设备的组件以进行体外表征,包括评估设备血流性能。具体目标 3:利用牛血对装置进行体外评估,以评估气体交换及其对血液的影响。具体目标 4:在绵羊身上进行体内动物研究 (3),以评估 IPO 装置的体内血流动力学、气体交换和生物相容性。该项目的成功完成将导致便携式泵氧合器系统的开发,其特点是由于使用 MagLev 泵而改善了血液相容性,由于增强了血液再循环和血流动力学而提高了氧气效率,并且易于制造,因为其模块化设计。我们预计这样的系统将能够提供长期的呼吸支持(数周至数月)。这种设备的使用将对降低严重急性呼吸系统疾病造成的死亡率产生重大影响。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Functional and biocompatibility performances of an integrated Maglev pump-oxygenator.
集成磁悬浮泵氧合器的功能和生物相容性性能。
  • DOI:
    10.1111/j.1525-1594.2008.00672.x
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Zhang,Tao;Cheng,Guangming;Koert,Andrew;Zhang,Juntao;Gellman,Barry;Yankey,GKwame;Satpute,Aditee;Dasse,KurtA;Gilbert,RichardJ;Griffith,BartleyP;Wu,ZhongjunJ
  • 通讯作者:
    Wu,ZhongjunJ
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