Rezultaty części badawczej w 2008 roku

Część badawcza Programu, realizowana jest w trzech obszarach, objętych przedsięwzięciami P01, P02 i P03, dedykowanych odpowiednio opracowaniu technologii inżynierii materiałowej dla konstrukcji protez serca, technologii metrologicznych dla rozwoju metod sterowania protezami serca oraz konstrukcji prototypów klinicznych rodziny protez serca. Okres pierwszych pięciu miesięcy, mijających od daty uruchomienia tej części Programu, stanowi etap rozpoczęcia i rozwoju prac badawczych, których końcowe rezultaty oczekiwane są zgodnie z harmonogramem w roku 2009 i później.

W ramach przedsięwzięcia P03 uruchomiono i zrealizowano pierwsze badania w zakresie opracowania konstrukcji poszczególnych protez serca. Najważniejszymi rezultatami tych badań są:

Prototyp zmodernizowanej, pozaustrojowej komory wspomagania serca POLVAD-MEV, przekazany do badań klinicznych
Transparentny model nowej generacji pneumatycznej, pulsacyjnej komory wspomagania serca POLVAD-EXT, przekazany do badań hydrodynamicznych
Dwa egzemplarze modelu klinicznej wersji zmodernizowanego sterownika pneumatycznych komór wspomagania serca POLPDU-402 do wstępnych badań laboratoryjnych i klinicznych oraz konstrukcja sterownika w wersji prototypowej
Transparentny model innowacyjnej konstrukcji wszczepialnej, pneumatycznej komory wspomagania serca POLVAD-IMPL, przygotowany do badań hydrodynamicznych
Model modułu pneumatycznego przenośnego sterownika pneumatycznych komór wspomagania serca POLPDU-501, dedykowanego wszczepialnej komorze POLVAD-IMPL, uruchomiony do badań na stanowisku laboratoryjnym
Model numeryczny miniaturowej, osiowej pompy krwi dla wspomagania lewej komory serca
Modele numeryczne czterech wersji odśrodkowej pompy krwi wraz z badaniami laboratoryjnymi oceny wytrzymałości erytrocytów na naprężenia ścinające występujące w tego typu pompach

W ramach przedsięwzięcia P01 Programu, w roku 2008 rozpoczęto i są kontynuowane pierwsze prace badawcze, których przedmiotem są następujące zagadnienia:

1. Technologia wytwarzania polimeru na bazie poliestru, jako biozgodnego materiału o podwyższonej odporności na długotrwałą pracę w kontakcie z krwią w protezach serca.
2. Dwa rodzaje biodegradowalnych powłok dla krótkoterminowego przeciwdziałania wykrzepianiu krwi w pozaustrojowej protezie serca.
3. Trzy metody uszczelniania ściany protezy naczyniowej, z wykorzystaniem chitozanu, Dekstranu oraz poliuretanoestrów.
4. Siedem technologii pokrywania powierzchni poliuretanów powłokami związkami tytanu, węgla, azotu i tlenu metodami laserowymi dla potrzeb częściowo i całkowicie wszczepialnych protez serca.
5. Technologia pokrywania powierzchni poliuretanu warstwami węgla amorficznego dla zapewnienia odpowiednich właściwości smarujących w wielowarstwowych zespołach membran tłoczących krew w protezach serca.
6. Technologia pokrywania powierzchni poliuretanu związkami tytanu i węgla metodami jonowymi.

Dla potrzeb realizacji tych prac opracowano i uruchomiono 3 urządzenia zmodyfikowane w sposób dedykowany do nanoszenia zaawansowanych powłok na powierzchniach biomateriałów.

W obszarze badań biologicznych zrealizowano pilotowe serie badań z wykorzystaniem opracowanych, własnych procedur badawczych:

1. Metodologii pełnego profilu badań biologicznych dla oceny biozgodności nowych materiałów konstrukcyjnych, opracowywanych w ramach Programu.
2. Oryginalnej metody oceny biologicznej powierzchni materiałów konstrukcyjnych protezy serca w badaniu modelowym oddziaływania sił ścinających na krew.
3. Oryginalnej metody oceny biozgodności powierzchni biomateriałów po sterylizacji.

W ramach realizacji zadań zaplanowanych w przedsięwzięciu P02 uruchomiono badania dotyczące następujących zagadnień:

1. Sześciu innowacyjnych technik pomiarowych parametrów biologicznych w protezach serca: ciśnienia krwi z użyciem czujników piezorezystywnych i optycznych, przepływu krwi metodą reografii impedancyjnej i ultradźwiękową, saturacji krwi oraz objętości wyrzutowej protezy.
2. Modelowego układu bezprzewodowej transmisji energii i danych do protezy serca wszczepionej do ciała pacjenta.
3. Elementów wielkoskalowego modelu numerycznego protezy serca dla komputerowego symulowania zjawisk związanych z pracą protezy.

Wszystkie opracowane technologie materiałowe wymagają przeprowadzenia w najbliższych etapach realizacji, badań fizykomechanicznych i biologicznych (z wykorzystaniem opracowanych metod badawczych) w celu określenia kierunków dalszych prac w zakresie ich modyfikacji i możliwości zastosowania w finalnych rezultatach realizacji Programu, którymi są konstrukcje protez serca. Podobnie techniki metrologiczne będą podlegały weryfikacji i doborowi pod kątem implementacji w konkretnych rozwiązaniach konstrukcyjnych poszczególnych protez serca, aby zgodnie z przyjętym harmonogramem zapewnią odpowiedni poziom automatycznego sterowania i monitorowania (również zdalnego) pracy protezy serca u pacjenta.

We wszystkich obszarach części badawczej Programu, realizowane działania były zgodne z zaplanowanym zakresem i harmonogramem.