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Erschienen in: Journal of Artificial Organs 2/2018

24.11.2017 | Original Article

Preclinical animal study of the NIPRO-ventricular assist device for use in pediatric patients

verfasst von: Noritsugu Naito, Yoshiaki Takewa, Satoru Kishimoto, Kei Iizuka, Toshihide Mizuno, Tomonori Tsukiya, Minoru Ono, Eisuke Tatsumi

Erschienen in: Journal of Artificial Organs | Ausgabe 2/2018

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Abstract

Although the outcomes of patients with end-stage heart failure treated with implantable left ventricular assist devices have improved, extracorporeal left ventricular assist devices continue to play an important role, especially in pediatric patients. The present study aimed to examine the long-term biocompatibility of a small-sized extracorporeal pneumatic left ventricular assist device (NIPRO-LVAD) used in a 30- to 90-day animal experiment. The NIPRO-LVAD was designed for pediatric patients or small-sized adults. The left ventricular assist device system was installed in four adult Shiba goats weighing 25.7 ± 4.78 kg via a left thoracotomy. The outflow graft was sewn to the descending aorta and the inflow cannula was placed in the left ventricle through the left ventricular apex. Oral antiplatelet (aspirin) and oral anticoagulation therapies (warfarin) were also administered. Three out of four animals survived for a 30-day period and two goats survived for 90 days. One animal was killed early because of low pump flow due to obstruction of the inflow cannula by a left ventricular endocardial vegetation. The blood pump exhibited sufficient hydrodynamic performance with blood flows of 1.5–2.0 L/min. The animals’ laboratory values were within normal limits by postoperative day 7. There was no significant thrombus formation on the housing, diaphragm, or valves of the explanted pumps. Based on the biocompatibility demonstrated in this animal study, the explanted small-sized pump may be suitable for use in left ventricular assist device systems for pediatric patients.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Nishimura T. Current status of extracorporeal ventricular assist devices in Japan. J Artif Organs. 2014;17:211–9.CrossRefPubMed Nishimura T. Current status of extracorporeal ventricular assist devices in Japan. J Artif Organs. 2014;17:211–9.CrossRefPubMed
3.
Zurück zum Zitat Nakatani T, Fukushima N, Ono M, Saiki Y, Matsuda H, Nunoda S, Sawa Y, Isobe M. The registry report of heart transplantation in Japan (1999–2014). Circ J. 2016;80:44–50.CrossRefPubMed Nakatani T, Fukushima N, Ono M, Saiki Y, Matsuda H, Nunoda S, Sawa Y, Isobe M. The registry report of heart transplantation in Japan (1999–2014). Circ J. 2016;80:44–50.CrossRefPubMed
5.
Zurück zum Zitat Sandica E, Blanz U, Mime LB, Shultz-Kaizler U, Kececioglu D, Haas N, Kirchner G, Knyphausen E, Lauenroth V, Morshuis M. Long-term mechanical circulatory support in pediatric patients. Artif organs. 2016;40:225–32.CrossRefPubMed Sandica E, Blanz U, Mime LB, Shultz-Kaizler U, Kececioglu D, Haas N, Kirchner G, Knyphausen E, Lauenroth V, Morshuis M. Long-term mechanical circulatory support in pediatric patients. Artif organs. 2016;40:225–32.CrossRefPubMed
6.
Zurück zum Zitat Booth KL, Roth SJ, Thiagarajan RR, Almodovar MC, dal Nido PJ, Laussen PC. Extracorporeal membrane oxygenation support of the Fontan and bidirectional Glenn circulations. Ann Thorac Surg. 2000;70:1341–8. Booth KL, Roth SJ, Thiagarajan RR, Almodovar MC, dal Nido PJ, Laussen PC. Extracorporeal membrane oxygenation support of the Fontan and bidirectional Glenn circulations. Ann Thorac Surg. 2000;70:1341–8.
7.
Zurück zum Zitat Conway J, Louis JS, Morales DLS, Law S, Tjossern C, Humpl T. Delineating survival outcomes in children < 10 kg bridged to transplant or recovery with the Berlin Heart EXCOR ventricular assist device. JACC Heart Fail. 2015;1:71–7. Conway J, Louis JS, Morales DLS, Law S, Tjossern C, Humpl T. Delineating survival outcomes in children < 10 kg bridged to transplant or recovery with the Berlin Heart EXCOR ventricular assist device. JACC Heart Fail. 2015;1:71–7.
8.
Zurück zum Zitat Fan Y, Weng YG, Huebler M, Morales D, Franz N, Xiao YB, Potapov E, Hetzer R. Predictors of in-hospital mortality in children after long-term ventricular assist device insertion. J Am Coll Cardiol. 2011;58:1183–90.CrossRefPubMed Fan Y, Weng YG, Huebler M, Morales D, Franz N, Xiao YB, Potapov E, Hetzer R. Predictors of in-hospital mortality in children after long-term ventricular assist device insertion. J Am Coll Cardiol. 2011;58:1183–90.CrossRefPubMed
9.
Zurück zum Zitat Kirklin JK, Naftel DC, Pagani FD, Kormos RL, Stevenson L, Miller M, Young JB. Long-term mechanical circulatory support (destination therapy): on track to compete with heart transplantation? J Thorac Cardiovasc Surg. 2012;144:588–603.CrossRef Kirklin JK, Naftel DC, Pagani FD, Kormos RL, Stevenson L, Miller M, Young JB. Long-term mechanical circulatory support (destination therapy): on track to compete with heart transplantation? J Thorac Cardiovasc Surg. 2012;144:588–603.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Mascio CE. The use of ventricular assist device support in children: the state of the art. Artif Organs. 2015;35:14–20.CrossRef Mascio CE. The use of ventricular assist device support in children: the state of the art. Artif Organs. 2015;35:14–20.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Blume ED, Naftel DC, Bastardi HJ, Duncan BW, Kirklin JK, Webber SA. Pediatric Heart Transplant Study Investigators. Outcomes of children bridged to transplantation with ventricular assist devices: a multi-institutional study. Criculation. 2006;113:2313–9.CrossRef Blume ED, Naftel DC, Bastardi HJ, Duncan BW, Kirklin JK, Webber SA. Pediatric Heart Transplant Study Investigators. Outcomes of children bridged to transplantation with ventricular assist devices: a multi-institutional study. Criculation. 2006;113:2313–9.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Takano H, Nakatani T, Taenaka Y, Kitoh Y, Hiramori K, Haze K, Itoh A, Fujita T, Manabe H. Treatment of acute profound heart failure by ventricular assist device. Jpn Circ J. 1992;56:100–10.CrossRefPubMed Takano H, Nakatani T, Taenaka Y, Kitoh Y, Hiramori K, Haze K, Itoh A, Fujita T, Manabe H. Treatment of acute profound heart failure by ventricular assist device. Jpn Circ J. 1992;56:100–10.CrossRefPubMed
13.
Zurück zum Zitat Saito S, Matsumiya G, Sakaguchi T, Fujita T, Kuratani T, Ichikawa H, Sawa Y. Fifteen-year experience with Toyobo paracorporeal left ventricular assist system. J Artif Organs. 2009;12:27–34.CrossRefPubMed Saito S, Matsumiya G, Sakaguchi T, Fujita T, Kuratani T, Ichikawa H, Sawa Y. Fifteen-year experience with Toyobo paracorporeal left ventricular assist system. J Artif Organs. 2009;12:27–34.CrossRefPubMed
14.
Zurück zum Zitat Cassidy J, Dominguez T, Haynes S, Burch M, Kirk R, Hoskote A, Smith J, Fenton M, Griselli M, Hsia TY, Ferguson L, Doorn CV, Hasan A, Karimova A. A longer waiting game: bridging children to heart transplant with the Berlin Heart EXCOR device—the United Kingdom experience. J Heart Lung Trasnplant. 2013;32:1101–6.CrossRef Cassidy J, Dominguez T, Haynes S, Burch M, Kirk R, Hoskote A, Smith J, Fenton M, Griselli M, Hsia TY, Ferguson L, Doorn CV, Hasan A, Karimova A. A longer waiting game: bridging children to heart transplant with the Berlin Heart EXCOR device—the United Kingdom experience. J Heart Lung Trasnplant. 2013;32:1101–6.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Hoganson DM, Boston US, Gazit AZ, Canter CE, Eghtesady P. Successful bridge through transplantation with Berlin Heart ventricular assist device in a child with wailing Fontan. Ann Thorac Surg. 2015;99:707–9.CrossRefPubMed Hoganson DM, Boston US, Gazit AZ, Canter CE, Eghtesady P. Successful bridge through transplantation with Berlin Heart ventricular assist device in a child with wailing Fontan. Ann Thorac Surg. 2015;99:707–9.CrossRefPubMed
16.
Zurück zum Zitat Morales DLS, Almond CSD, Jaquiss RDB, Rosenthal DN, Naftel DC, Massicotte MP, Humpl T, Kroslowitz R, Devaney EJ, Canter CE, Fynn-Thompson F, Reinhartz O, Imamura M, Ghanayem NS, Buchholz H, Furness S, Mazor R, Gandhi SK, Fraser CD. Bridge children of all sizes to cardiac transplantation: the initial multicenter North American experience with the Berlin Hart EXCOR ventricular assist device. J Heart Lung Transplant. 2011;30:1–7.CrossRefPubMed Morales DLS, Almond CSD, Jaquiss RDB, Rosenthal DN, Naftel DC, Massicotte MP, Humpl T, Kroslowitz R, Devaney EJ, Canter CE, Fynn-Thompson F, Reinhartz O, Imamura M, Ghanayem NS, Buchholz H, Furness S, Mazor R, Gandhi SK, Fraser CD. Bridge children of all sizes to cardiac transplantation: the initial multicenter North American experience with the Berlin Hart EXCOR ventricular assist device. J Heart Lung Transplant. 2011;30:1–7.CrossRefPubMed
17.
Zurück zum Zitat Botha P, Solana R, Cassidy J, Parry G, Kirk R, Hasan A, Griselli M. The impact of mechanical circulatory support on outcomes in paediatric heart transplantation. Eur J Cardiothorac Surg. 2013;44:836–40.CrossRefPubMed Botha P, Solana R, Cassidy J, Parry G, Kirk R, Hasan A, Griselli M. The impact of mechanical circulatory support on outcomes in paediatric heart transplantation. Eur J Cardiothorac Surg. 2013;44:836–40.CrossRefPubMed
18.
Zurück zum Zitat Tanaka H, Tsukiya T, Tatsumi E, Mizuno T, Hidaka T, Okubo T, Osada T, Miyamoto S, Taenaka Y. Initial in vivo evaluation of the newly developed axial flow turbo pump with hydrodynamic bearings. J Artif Organs. 2011;14:31–8.CrossRefPubMed Tanaka H, Tsukiya T, Tatsumi E, Mizuno T, Hidaka T, Okubo T, Osada T, Miyamoto S, Taenaka Y. Initial in vivo evaluation of the newly developed axial flow turbo pump with hydrodynamic bearings. J Artif Organs. 2011;14:31–8.CrossRefPubMed
19.
Zurück zum Zitat McGee E Jr, Chorpenning K, Brown MC, Brenznock E, Larose JA, Tamez D. In vivo evaluation of the HeartWare MVAD Pump. J Heart Lung Transplant. 2014;33:366–71.CrossRefPubMed McGee E Jr, Chorpenning K, Brown MC, Brenznock E, Larose JA, Tamez D. In vivo evaluation of the HeartWare MVAD Pump. J Heart Lung Transplant. 2014;33:366–71.CrossRefPubMed
20.
Zurück zum Zitat Tuzun E, Roberts K, Cohn WE, Sargin M, Gemmato CJ, Radovancevic B, Frazier OH. In vivo evaluation of the HeartWare centrifugal ventricular assist device. Tex Heart I J. 2007;34:406–11. Tuzun E, Roberts K, Cohn WE, Sargin M, Gemmato CJ, Radovancevic B, Frazier OH. In vivo evaluation of the HeartWare centrifugal ventricular assist device. Tex Heart I J. 2007;34:406–11.
21.
Zurück zum Zitat Biran R, Pond D. Heparin coatings for improving blood compatibility of medical devices. Adv Drug Deliv Rev. 2017;112:12–23.CrossRefPubMed Biran R, Pond D. Heparin coatings for improving blood compatibility of medical devices. Adv Drug Deliv Rev. 2017;112:12–23.CrossRefPubMed
22.
Zurück zum Zitat Nishinaka T, Tatsumi E, Katagiri N, Ohnishi H, Mizuno T, Shioya K, Tsukiya T, Homma A, Kashiwabara S, Tanaka H, Sato M, Taenaka Y. Up to 151 days of continuous animal perfusion with trivial heparin infusion by the application of a seal-less centrifugal pump and a diffusion membrane oxygenator. J Artif Organs. 2007;10:240–4.CrossRefPubMed Nishinaka T, Tatsumi E, Katagiri N, Ohnishi H, Mizuno T, Shioya K, Tsukiya T, Homma A, Kashiwabara S, Tanaka H, Sato M, Taenaka Y. Up to 151 days of continuous animal perfusion with trivial heparin infusion by the application of a seal-less centrifugal pump and a diffusion membrane oxygenator. J Artif Organs. 2007;10:240–4.CrossRefPubMed
23.
Zurück zum Zitat Date K, Kishimoto S, Fujii Y, Togo K, Kakuta Y, Mizuno T, Tsukiya T, Takewa Y, Nishimura T, Ono M, Tatsumi E. Effects of feeding state on anticoagulation in adult goats treated with warfarin. J Artif Organs. 2016;19:301–4.CrossRefPubMed Date K, Kishimoto S, Fujii Y, Togo K, Kakuta Y, Mizuno T, Tsukiya T, Takewa Y, Nishimura T, Ono M, Tatsumi E. Effects of feeding state on anticoagulation in adult goats treated with warfarin. J Artif Organs. 2016;19:301–4.CrossRefPubMed
24.
Zurück zum Zitat Connell JM, Khalapyan T, Al-Mondhiry HA, Wilson RP, Rosenberg G, Weiss WJ. Anticoagulation of juvenile sheep and goat with heparin, warfarin and clopidogrel. ASAIO J. 2007;53:229–37.CrossRefPubMed Connell JM, Khalapyan T, Al-Mondhiry HA, Wilson RP, Rosenberg G, Weiss WJ. Anticoagulation of juvenile sheep and goat with heparin, warfarin and clopidogrel. ASAIO J. 2007;53:229–37.CrossRefPubMed
25.
Zurück zum Zitat Tsukiya T, Mizuno T, Takewa Y, Tatsumi E, Taenaka Y. Preclinical study of a novel hydrodynamically levitated centrifugal pump for long-term cardiopulmonary support. In vivo performance during percutaneous cardiopulmonary support. J Artif Organs. 2015;18:300–6.CrossRefPubMed Tsukiya T, Mizuno T, Takewa Y, Tatsumi E, Taenaka Y. Preclinical study of a novel hydrodynamically levitated centrifugal pump for long-term cardiopulmonary support. In vivo performance during percutaneous cardiopulmonary support. J Artif Organs. 2015;18:300–6.CrossRefPubMed
26.
Zurück zum Zitat Cardiovascular system. In: Jones TC, Hunt RD, King NW, editors. Veterinary pathology. 6th ed. New Jersey: Wiley-Blackwell; 1997. pp. 992–5. Cardiovascular system. In: Jones TC, Hunt RD, King NW, editors. Veterinary pathology. 6th ed. New Jersey: Wiley-Blackwell; 1997. pp. 992–5.
27.
Zurück zum Zitat Miera O, Schmitt KRL, Delmo-Walter E, Ovroutski S, Hetzer R, Berger F. Pump size of Berlin heart EXCOR pediatric device influences clinical outcome in children. J Heat Lung Transplant. 2014;33:817–21. Miera O, Schmitt KRL, Delmo-Walter E, Ovroutski S, Hetzer R, Berger F. Pump size of Berlin heart EXCOR pediatric device influences clinical outcome in children. J Heat Lung Transplant. 2014;33:817–21.
Metadaten
Titel
Preclinical animal study of the NIPRO-ventricular assist device for use in pediatric patients
verfasst von
Noritsugu Naito
Yoshiaki Takewa
Satoru Kishimoto
Kei Iizuka
Toshihide Mizuno
Tomonori Tsukiya
Minoru Ono
Eisuke Tatsumi
Publikationsdatum
24.11.2017
Verlag
Springer Japan
Erschienen in
Journal of Artificial Organs / Ausgabe 2/2018
Print ISSN: 1434-7229
Elektronische ISSN: 1619-0904
DOI
https://doi.org/10.1007/s10047-017-1009-y

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