Advances in Cardiovascular Engineering

پیشرفت‌های مهندسی قلب و عروق فرد را وادار می‌کند که فناوری دستگاه‌های نوآورانه را در نظر بگیرد - یعنی توسعه دریچه‌های قلب جایگزین جدید یا مهندسی یک منبع انرژی کاملاً قابل کاشت برای قلب مصنوعی. با این حال، این نوع پیشرفت‌ها اغلب ثابت کرده‌اند که نمی‌توانند به یک مزیت طولانی‌مدت دست یابند زیرا زمینه قلبی عروقی به سرعت رشد کرده است. مهندسی قلب و عروق به حدی رسیده است که یک نوآوری بزرگ نه تنها باید عمل کند، بلکه باید به طور مداوم بهتر از دستگاه های موجود عمل کند. انجام این کار در سیستم پیچیده قلبی عروقی که در آن منبع انرژی، زیست سازگاری، انطباق و عملکرد باید در نظر گرفته شود، دشوار است. بلوغ مزرعه از این واقعیت مشهود است که بسیاری از سیستم‌های مصنوعی مهندسی شده به خوبی عمل می‌کنند - برای مثال، دریچه‌های قلب برای مدت طولانی کار می‌کنند، گرافت‌های عروق بزرگ کاملاً کافی هستند، اکسیژن‌رسانی غشای خارج از بدن به طور قابل‌توجهی طول عملی قلب را طولانی‌تر کرده است. بای پس و سایر عمل های جراحی و قلب های مصنوعی کامل می توانند به عنوان پلی برای پیوند بدون عوارض جدی مورد استفاده قرار گیرند، با این حال هیچ یک از این سیستم ها به خوبی سیستم های طبیعی جایگزین شده نیستند. دلایل این امر بسیار زیاد و ناقص است. مرحله بعدی پیشرفت باید بهتر به تغییر درک اجزای مختلف عروق و پاسخ آنها توسط دستگاه های ما باشد، خواه در سطوح میکرو یا ماکرو گردش خون، در خون یا مرتبط با دیواره عروقی باشند.

Advances of cardiovascular engineering prompt one to consider innovative device technology - that is, the development of new replacement heart valves or engineering of a totally implantable energy source for an artificial heart. However, these kinds of advances have often proved unable to achieve a long-lasting benefit as the cardiovascular field has matured so fast. Cardiovascular engineering has matured to the point where a major innovation must not only function, but must continuously function better than existing devices. This is difficult to accomplish in the complex cardiovasculature system, in which energy source, biocompatibility, compliance, and functionality all must be considered. The maturation of the field is evident from the fact that many engineered prosthetic systems perform well - for example, heart valves function for long periods of time, large-vessel vascular grafts are quite adequate, extracorporeal membrane oxygenation has significantly prolonged the feasible length of heart bypass and other surgical operations, and total artificial hearts can be used as a bridge to transplant without serious complications, yet none of these systems is as good as the natural ones it replaces. The reasons for this are many and incompletely understood. The next stage of progress must be better to alterations understandings of the various components of vasculature and their response by our devices, be they at the micro- or macro-circulatory levels, in the blood, or associated with the vascular wall.