Untersuchung einer neuen Herzklappe für Herzunterstützungssysteme

Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.Ein bewährtes Verfahren zur Behandlung erkrankter natürlicher Heizklappen ist die Implantation von Heizklappenprothesen. Neben diesem Einsatz entwickelt sich zur Zeit ein weiteres Anwendungsgebiet; der Einsatz von Herzklappenprothesen in Herzunterstützungssystemen. Eine häufig dabei auftretende Komplikation stellt die Thrombenbildung dar. Diese tritt insbesondere im Bereich der verwendeten Herzklappenprothesen auf. Bei einer Implantation einer Heizklappenprothese ist ihre unmittelbare Umgebung durch die Anatomie vorgegeben. Bei einem Einsatz in einem Herzunterstützungssystem dagegen kann diese Umgebung frei gestaltet werden. Mit diesem Ansatz ergeben sich für die strömungstechnische Gestaltung der Herzklappen für Blutpumpen ganz neue Möglichkeiten. Die unmittelbare Umgebung der Klappe ist der Strömungskanal. Mit dem neuen, hier vorgestellten S-förmigen Strömungskanal der Klappe scheint es möglich zu sein, die Gefahr der Thrombenbildung zu reduzieren. Insbesondere die Vermeidung von Ablösungen führt zu einer Verringerung des Risikos der Thrombenbildung und ermöglicht damit eine verminderte Dosierung von Antikoagulantien

Effect of daptomycin and vancomycin on Staphylococcus epidermidis biofilms: An in vitro assessment using fluorescence in situ hybridization

Colonization of in-dwelling catheters by microbial biofilms is a major concern in patient health eventually leading to catheter-related blood stream infections. Biofilms are less susceptible to standard antibiotic therapies that are effective against planktonic bacteria. Standard procedure for the detection of microorganisms on the catheter tip is culture. However, viable but non-culturable cells (VBNCs) may be missed. The aim of this study was to evaluate the use of fluorescence in situ hybridization (FISH) as an indicator to visualize and quantify the effect of the antibiotics daptomycin and vancomycin on biofilms in situ. We established an in vitro catheter biofilm model of Staphylococcus epidermidis biofilms on polyurethane catheters. Biofilm activity was measured by FISH and correlated to colony forming units (CFU) data. Digital image analysis was used for quantification of total biofilm mass and the area of the FISH positive biofilm cells. FISH showed a pronounced effect of both antibiotics on the biofilms, with daptomycin having a significantly stronger effect in terms of both reduction of biofilm mass and number of FISH-positive cells. This supports the anti-biofilm capacity of daptomycin. Interestingly, neither antibiotic was able to eradicate all of the FISH-positive cells. In summary, FISH succeeded in visualization, quantification, and localization of antibiotic activity on biofilms. This technique adds a new tool to the arsenal of test systems for anti-biofilm compounds. FISH is a valuable complementary technique to CFU since it can be highly standardized and provides information on biofilm architecture and quantity and localization of survivor cells

Ein implantierbares Telemetriesystem zur Impedanzspektroskopie

Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.Die kontinuierliche Überwachung des intrakorporalen Zustandes von Geweben beispielsweise zur Erkennung ischämischer Vorgänge nach gefäßchirurgischen Eingriffen oder im Rahmen der Rejektionsdiagnostik läßt sich durch bisher vorhandene Meßsysteme nur bedingt erreichen. Speziell die direkte Erfassung sensitiver Gewebeparameter über einen längeren Zeitraum ohne Belastung für den Patienten stellt in diesem Zusammenhang ein Problem dar. In der nachfolgenden Arbeit wird das Konzept eines implantierbaren Telemetriesystems vorgestellt, das die Bewertung des Gewebezustandes über die Messung der frequenzabhängigen Bioimpedanz ermöglicht. Besondere Beachtung wird der Auslegung und Umsetzung der einzelnen Systemkomponenten sowie der Vorstellung erster in vitro Messungen zur Evaluierung des Meßsystems geschenkt

Design of a New Pulse Duplicator System for Prosthetic Heart Valves

This paper discusses results of a computer simulation for designing a new Introduction It is desirable that a pulse duplicator system for quantitative evaluation of mechanical heart valves is efficient for measurements, compact, and convenient to produce desired driving conditions of a valve to be tested. A major problem in pulse duplicator systems is a difficulty in accurate measurements of volume flow rate across the valve. To measure the small volume flow rate, for example, backflow volume rate during diastole with an electromagnetic flowmeter, zero flow has to be established after each individual test to recalibrate the flowmeter A new computer-controlled pulse duplicator system has been developed at the Freie Universitat Berlin. The developed pulse duplicator system is designed to be able to determine the accurate volume flow rate across a valve from the volume displacement of the actuator piston which directly drives the fluid. A further advantage is that this system is compact, since it does not need a circulatory loop. A simulated arterial hydraulic impedance is imposed on the actuator-valve system by use of a microprocessor. It is also an efficient system to make desired pressure-volume flow relationships across the valve, since they can be produced by simply changing the software on the microcomputer. A major purpose of the pulse duplicator system is to obtain the overall pressure-flow relation across a given valve. Obtained data will be used to make a mathematical model of the valve for control and estimation in artifical heart and human cardiovascular systems with mechanical heart valves

Design of a New Pulse Duplicator System for Prosthetic Heart Valves

This paper discusses results of a computer simulation for designing a new pulse duplicator system for mechanical heart valves. The design objective of the system is to obtain a compact, efficient pulse duplicator system capable of accurately measuring the volume flow rate across a valve. The volume flow rate is determined as the derivative of the volume displacement of an actuator piston which directly drives the fluid. The system does not need any circulatory loop, since the piston is controlled on-line to follow command signals representing an aortic impedance. The results of the computer simulation show: (1) the designed PI-controllers of the actuator can precisely control valve motion to follow given command signals, (2) the eigenvalues of the controllers have to be carefully chosen to prevent unstable behaviors of a valve in diastole, and (3) the dimensions of the actuator is optimized by minimizing a cost function of the total efficiency of the system.</jats:p