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El aumento de la velocidad de la bomba VA-ECMO reduce la presión auricular izquierda: ideas de un modelo de corazón biventricular novedoso

Autores: Kasavaraj, Anirudhan; Said, Christian; Boss, Laurence Antony; Matus Vazquez, Gabriel; Stevens, Michael; Jiang, Jacky; Adji, Audrey; Hayward, Christopher; Jain, Pankaj

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

El aumento de la velocidad de la bomba VA-ECMO reduce la presión auricular izquierda: ideas de un modelo de corazón biventricular novedoso


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Bioingeniería

Palabras clave

Efecto
Oxigenación con membrana extracorpórea venoarterial
Presión auricular izquierda
Interacción interventricular
Mecanismo de Frank-Starling
Circuito circulatorio simulado

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Antecedentes y objetivos: El efecto de la oxigenación por membrana extracorpórea veno-arterial (VA-ECMO) en la presión auricular izquierda (LAP) en presencia de interacción interventricular y el mecanismo de Frank-Starling es desconocido. Desarrollamos y validamos un circuito circulatorio simulado (MCL) que incorpora un modelo de corazón biventricular impreso en 3D y un algoritmo de Frank-Starling, y utilizamos este modelo para evaluar los determinantes de LAP durante el soporte de VA-ECMO. Métodos: El MCL fue diseñado para permitir una configuración de ventrículo separado o biventricular, con o sin un mecanismo activo de Frank-Starling. El modelo biventricular con mecanismo de Frank-Starling fue validado en cuanto a (1) la presencia y grado de interacciones ventriculares; (2) su capacidad para simular la fisiología de Frank-Starling; y (3) su capacidad para simular estados cardíacos normales y patológicos. En los modelos de ventrículo separado y biventricular con mecanismo de Frank-Starling, evaluamos el efecto sobre LAP de los cambios en la presión aórtica media (mAoP), la velocidad de la bomba de ECMO, la contractilidad del VI y la dirección del flujo de retorno de la ECMO. Resultados: En la configuración biventricular, el bloqueo del flujo de entrada de la AD disminuyó la RAP, con una disminución simultánea en la LAP, consistente con la interacción ventricular directa. Con un mecanismo de Frank-Starling programado, la disminución de la RAP se asoció con una reducción significativa tanto en el flujo de salida del VI como en la presión telesistólica del VI. En el modelo biventricular con un algoritmo de Frank-Starling, el MCL pudo reproducir la producción cardíaca predefinida normal y patológica, y las presiones arterial y ventricular. Aumentar la presión aórtica causó un aumento lineal en la LAP en el modelo de ventrículo separado, que se atenuó en el modelo biventricular con mecanismo de Frank-Starling. Aumentar la velocidad de la bomba de ECMO no causó cambios en la LAP en el modelo de ventrículo separado ( = 0.75), pero disminuyó significativamente la LAP en el modelo biventricular con mecanismo de Frank-Starling ( = 0.039), con estabilización de la LAP en las velocidades de bomba más altas. Cambiar la dirección del flujo de retorno de VA-ECMO no afectó la LAP en el modelo de ventrículo separado ( = 0.91) ni en el modelo biventricular con mecanismo de Frank-Starling ( = 0.76). Conclusiones: Las interacciones interventriculares y el mecanismo de Frank-Starling pueden ser simulados en un MCL físico biventricular. En su presencia, los efectos de la VA-ECMO en la LAP se mitigan, con reducción y estabilización de la LAP a velocidades máximas de VA-ECMO.

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