Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0058

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0058
Тематическое направление
Науки о жизни
Исполнитель проекта
Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики"
Название доклада
Разработка оборудования и технологии применения перфузионной техники для восстановления и поддержания жизнеспособности изолированной донорской печени для трансплантации.
Докладчик
Харламов Вячеслав Валентинович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью исследования является разработка научно-технического задела в области создания аппаратно – программного комплекса (далее - АПК) для проведения нормотермической перфузии изолированной донорской печени. Создание экспериментального образца АПК и разработка перфузионной технологии экстракорпорального восстановления функциональности печени после ишемических повреждениях при длительной остановке. Основными задачами проекта являются:
- исследование принципов и подходов к построению АПК для реализации режимов перфузии, близких к физиологическим режимам работы печени, разработка алгоритмов функционирования АПК с учетом сложной анатомо-функциональной структуры печеночного сосудистого и протокового региона;
- исследование и определение оптимальных конструктивных решений реализации исполнительного механизма АПК, проработка нескольких типовых вариантов исполнения насосов: роликовый, центробежный;
- создание научно-технической базы для исследования возможностей АПК по обеспечению восстановления и поддержания жизнеспособности изолированной донорской печени, разработка проектного облика и создание экспериментального образца АПК и экспериментальный стенда для отработки режимов работы.
Актуальность и новизна исследования
Трансплантация органов является зачастую единственным выбором пути спасения жизни при целом ряде неизлечимых заболеваний. При этом в настоящее время большинству пациентов данный вид помощи оказывается недоступен. Главной проблемой, ограничивающей применение трансплантации во всем мире и снижающей ее доступность, является дефицит донорских органов. В соответствии с данными United Network for Organ Sharing (UNOS, США) на январь 2014 года в листе ожидания донорских органов состояло 121 075 пациентов, в то время как количество доноров составило 10 587, и было выполнено лишь 21 659 операций по пересадке. В Российской Федерации ежегодно производится около 1350 трансплантаций органов, в то время как приблизительное число нуждающихся пациентов оценивается в 15,2 тысячи человек. Расширение пула доноров возможно только с применением технических средств восстановления и сохранения жизнеспособности органов. Тем не менее, основным и решающим недостатком таких устройств является акцент на гипотермической перфузии, при которой происходит лишь понижение кислородного запроса и, соответственно, замедление метаболизма
Описание исследования

Исследование состоит из пяти этапов. Первый этап – выбор направления исследований. Был проведен аналитический обзор по исследованиям и разработкам в области создания перфузионных аппаратов для проведения перфузии донорской печени, разработаны подходы к созданию аппаратно-программного комплекса для проведения нормотермической перфузии и инфузионного шприцевого дозатора с функцией дистанционного управления. Второй этап – этап теоретических исследований и разработки математической модели. Была разработана математическая модель функционирования АПК, разработаны алгоритмы функционирования экспериментального образца, разработано программное обеспечение инфузионного шприцевого дозатора. Третий этап – разработка эскизной конструкторской документации и изготовление экспериментального образца аппаратно-программного комплекса. Были разработаны исполнительный механизм экспериментального образца АПК, экспериментальный стенд, система терморегулирования и оксигенации, система управления ИШД. Четвёртый этап – этап экспериментальных исследований. Были разработаны программы и методики экспериментальных исследований и испытаний экспериментального образца, проведены соответствующие испытания и исследования, изготовлен макет инфузионного шприцевого дозатора. Пятый этап – обобщение и оценка результатов исследований. Была проведена обработка и интерпретация результатов медико-биологических испытаний, разработан проект ТЗ на выполнение ОКР, разработаны рекомендации по возможности использования инфузионного шприцевого дозатора в составе АПК.

Результаты исследования

В результаты выполненных работ был создан экспериментальный образец аппаратно-программного комплекса для проведения нормотермической перфузии изолированной донорской печени, а также макет инфузионного шприцевого дозатора. Получены патенты на результаты интеллектуальной деятельности. Были проведены экспериментальные исследования гидродинамических характеристик, напорно-расходных характеристик и функционирования АПК. Были проведены гидравлические испытания, испытания на биосовместимость и медико-биологические испытания на тканевом материале и лабораторных животных. Результаты испытаний показали герметичность комплекса, его способность обеспечивать необходимые показатели по давлению и гидродинамическим параметрам потока биологической жидкости. Проведенные экспериментальные исследования на модельных объектах показали, что экспериментальный образец АПК обеспечивает предварительную диагностику состояния трансплантата, позволяет задавать необходимый режим расхода крови через печень и задавать режим инъекции лекарственных средств.

Практическая значимость исследования
Практическая значимость исследования заключается в создании научно-технической базы для проведения опытно-конструкторских работ по разработке перфузионного комплекса для восстановления и поддержания жизнеспособности изолированной донорской печени. Внедрение разрабатываемого перфузионного комплекса в медицинскую практику будет способствовать широкому использованию нового полноценного донорского ресурса, что повысит доступность трансплантаций пациентам, для которых такая операция является единственным способом спасения и возвращения качества жизни. С использованием принципа нормотермии, модификации крови, и использования устройств, имитирующих естественный кровоток возможно изменение и лечение пострадавших от ишемии (отсутствие кровообращения) органов с полным их функциональным восстановлением.