APARATURA ZAKUPIONA W RAMACH REALIZACJI PROGRAMU "POLSKIE SZTUCZNE SERCE" - CZĘŚĆ 2



W pierwszej części artykułu rozpoczęliśmy prezentowanie wybranych przykładów aparatury zakupionej bądź wytworzonej w ramach realizacji programu wieloletniego „Polskie Sztuczne Serce”. Kontynuując, przedstawiamy poniżej kolejne elementy rozbudowy zaplecza badawczego Wykonawców zadań programu.

Cyfrowa wtryskarka próżniowa masy modelowej i urządzenie do oczyszczania odlewów ze stopów tytanu

Instytut Odlewnictwa w Krakowie rozszerzył swoje zaplecze technologiczne wytwarzania precyzyjnych detali elementów protez serca techniką odlewniczą, dokonując zakupu cyfrowej wtryskarki próżniowej masy modelowej D-VWI. W odlewnictwie precyzyjnym do wykonania formy odlewniczej wykorzystuje się jednorazowe modele woskowe otrzymywane na specjalnie skonstruowanych wtryskarkach. Dokładność wykonania modelu woskowego decyduje o końcowej jakości wyrobu. We wtryskarce masy modelowej D-VWI kolejne etapy wykonania modelu są nadzorowane i sterowane układem mikroprocesorowym. Przebieg procesu otrzymania modelu woskowego podzielony jest na kilka etapów. W pierwszym etapie wnętrze formy matrycy gumowej, umieszczanej w zewnętrznym podajniku opróżniane jest z powietrza, a następnie we wnękę formy wtryskiwany jest wosk. Regulacji podlegają zarówno parametry procesu uzyskiwania próżni jak i parametry samego wtrysku. Kontrolowana i regulowana jest temperatura dyszy wtryskowych i temperatura wosku w zbiorniku.

Cyfrowa wtryskarka próżniowa masy modelowej i urządzenie do oczyszczania odlewów ze stopów tytanu. D-VWI.

Ponadto, Instytut Odlewnictwa wyposażony został w urządzenie do oczyszczania odlewów ze stopów tytanu. Zasadniczą częścią urządzenia jest precyzyjna piaskarka zasilana cichym kompresorem bezolejowym. Proces oczyszczania powierzchni odlewu prowadzony jest ręcznie w szczelnym zbiorniku wyposażonym w szklaną pokrywę. Konstrukcja umożliwia wykorzystanie ceramiki z Al2O3 o dwóch zakresach uziarnienia: 50 – 110ěm oraz 110 - 250ěm. Przełącznik wyboru dyszy (zakresu uziarnienia) umieszczony jest w komorze roboczej dzięki czemu możliwe jest jego przełączanie praktycznie bez przerywania procesu. Materiał ceramiczny nie podlega cyrkulacji i po jego wykorzystaniu jest usuwany ze zbiornika zbiorczego. Praca oczyszczarki sterowana jest zewnętrznym przyciskiem nożnym. Obydwa ur z ądzeni a za kupione zostały z myślą o przygotowywaniu form i sporządzaniu odlewów pierścieni zastawek dyskowych oraz elementów pomp wirowych, których konstrukcje są opracowywane w ramach zadań programu.

Światłowodowy miernik ciśnienia

Zakupiony przez Instytut Techniki i Aparatury Medycznej w Zabrzu miernik ciśnienia firmy FISO typu EVO-SD-2 jest wyposażony w dwa wbudowane, wymienne, dwukanałowe moduły pomiarowe FPI-HR-2-F2-SCAI-V komunikujące się z miernikiem łączem szeregowym RS 232 / RS485 oraz port USB do komunikacji z komputerem. Dodatkowo moduły pomiarowe wyposażone są w wyjście analogowe nie wnoszące istotnego opóźnienia czasowego. Wyposażeniem miernika są światłowodowe czujniki ciśnienia o różnej konstrukcji: z odizolowanym światłowodem przy czujniku, ze światłowodem izolowanym teflonem do czujnika oraz ze skróconym światłowodem i przedłużaczem.

światłowodowy miernik ciśnienia FISO. D-VWI.

Zadaniem modułu pomiarowego jest odpowiednie oświetlenie sensora znajdującego się na drugim końcu światłowodu podłączanego za pośrednictwem złącza typu SCAI i zamiana sygnału optycznego na sygnał elektryczny o odpowiednich parametrach. Sensory światłowodowe wykonane zostały w technologii krzemowej i są one w swej istocie interferometrami Fabry-Perot. Do interferencji dochodzi pomiędzy dwoma powierzchniami: jedną z nich jest odpowiednio przygotowana końcówka światłowodu, drugą - krzemowa membrana umocowana w odpowiedniej odległości kilkunastu mikrometrów od tej końcówki. Zmiany ciśnienia powodują zmiany ugięcia krzemowej membrany, co powoduje zmiany długości drogi optycznej rezonatora Fabry-Perot. Ponieważ czujnik jest oświetlany światłem białym, to jego odbicie od rezonatora powoduje, że skład widmowy światła odbitego ulega zmianie. Zmiany te niosą informacje o zmieniającym się ciśnieniu. Po stronie detekcyjnej (w module pomiarowym) znajduje się układ, który na podstawie zmierzonego widma światła odbitego od sensora Fabry-Perot, wylicza długość drogi optycznej wnęki rezonansowej. W układzie detekcyjnym zastosowano interferometr Fizeau połączony z linijką CCD. Wyznaczona w ten sposób różnica dróg optycznych wykorzystywana jest do wyznaczenia ciśnienia panującego w otoczeniu sensora. Zakres pomiarowy czujników ustalono fabrycznie na -100 ÷ +400 mmHg z uwagi na możliwości monitorowania stanów awaryjnych w fazie zasysania i tłoczenia. Dokładność pomiaru - 1.5%, przy rozdzielczości < 0.3 mmHg. Miernik wykorzystywany jest wbadaniach nad opracowaniem światłowodowej nieinwazyjnej metody pomiaru ciśnienia w protezach serca.

Analizator biochemiczny, weterynaryjny analizator hematologiczny oraz system monitorujący FX-2000

Dla rozszerzenia możliwości wykonywania biologicznych badań in-vitro i in-vivo materiałów konstrukcyjnych protez serca oraz gotowych konstrukcji protez, Laboratorium Biozgodności Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii zostało doposażone w trzy urządzenia. Jednym z nich jest przenośny analizator biochemiczny I STAT. W zależności od stosowanej kasetki testowej, aparat umożliwia wykonanie szybkiego oznaczenia krytycznych parametrów biochemicznych krwi np. gazometrii, elektrolitów, mleczanów, hematokrytu, koagulologii oraz markerów kardiologicznych. Wykonania badania wymaga jedynie kilku kropel krwi pełnej, a wyniki można odczytać w ciągu dwóch minut. Analizator znajduje zastosowanie w rożnego rodzaju eksperymentach oceny biologicznej materiałów, dla wykonywania bieżących oznaczeń i kontrolowania zmian zachodzących we krwi podczas eksperymentu.

Od lewej: analizator I STAT, analizator hematologiczny Mindray oraz kardiomonitor systemu FX-2000.

Mindray BC-2800Vet to kompaktowy, w pełni zautomatyzowany, weterynaryjny analizator hematologiczny. Zasada działania analizatora oparta jest na pomiarze rezystancji elektrycznej dla elementów morfotycznych i metodę spektrofotometryczną dla pomiaru hemoglobiny. Umożliwia oznaczenie dziewiętnastu parametrów morfologicznych krwi, z krwi pełnej oraz rozcieńczonej (przykładowo: liczby elementów morfotycznych, stężenia hemoglobiny, hematokrytu) dla kilkunastu gatunków zwierząt. Analizator jest wykorzystywany we wszystkich eksperymentach z wykorzystaniem krwi zwierzęcej (test ostrej trombogenności protez serca, badania szczelności protez naczyniowych).

W skład systemu monitorującego serii FX-2000, produkowanego przez polskiego producenta kardiomonitorów - firmę EMTEL z Zabrza, wchodzą: kardiomonitor oraz centrala. Kardiomonitor przeznaczony jest do zastosowań bezpośrednio przy badanym obiekcie, podczas gdy centrala może znajdować się w dyżurce lekarskiej. System jest nowoczesnym rozwiązaniem medycznym monitorującym funkcje życiowe. Planowanym obszarem jego zastosowania są ostre eksperymenty na zwierzętach doświadczalnych, zarówno w fazie zabiegu chirurgicznego jak i prowadzenia zwierzęcia po wszczepieniu. Do monitorowanych parametrów należą: EKG (z odprowadzeń kończynowych i przedsercowych z możliwością analizy sygnału, akcja oddechowa (wyznaczana metodą reograficzną), ciśnienie krwi (mierzone metodą inwazyjną, dostępne są 4 kanały pomiarowe), temperatura (2 kanały pomiarowe, sondy donosowe lub rektalne, możliwość obliczania różnicy temperatur), saturacja krwi (mierzona metodą pulsoksymetryczną za pomocą sondy zakładanej na palec lub płatek ucha), rzut minutowy (wyznaczany metodą termodylucji z zastosowaniem cewnika Swana-Ganza). Urządzenie będzie wykorzystywane do monitorowania zwierząt podczas badań doświadczalnych, a zostało już zastosowane podczas ostrego eksperymentu, podczas którego monitorowało funkcje życiowe świni poddanej anestezji i skaniulowanej w celu zastosowania urządzenia ECMO. W trakcie badań przeprowadzono pierwsze testy in-vivo toru pomiaru saturacji krwi w protezie serca typu POLVAD.



(W treści wykorzystano materiały nadesłane przez ITAM w Zabrzu oraz IO W Krakowie PŁ)