Summary
여기, 우리는 총 인공 심장의 교체로 두 개의 원심 펌프를 사용 하 여 프로토콜을 제시.
Abstract
기계적 순환 지원 (MCS) 심장 이식 intracorporeal를 통해 주로 심 실에 대안의 좌 심 실 지원 장치 (VADs) 지원으로 도입 되었습니다. 그러나, 특정 임상 시나리오 biventricular 기계적 지원 보증. 일부 환자에 대 한 하나의 전략 이며 모두 심 절단 두 개의 VAD 펌프의 주입 총 인공 심장 (TAH)로. 이 최근 했다 가능한 장치 디자인에 있는 개선 및 원심 장치의 작은 프로필. 이 타 접근 남아 오른쪽과 왼쪽 순환, 장치와 유출 이식 용 혈 및 안정성에 그들의 영향의 방향과 결과 균형 장치 설정 등 많은 중요 한 과제와 실험 만성 지원 같은 방향을 사용 하 여입니다. 이 프로토콜 소 모델에서 두 개의 intracorporeal 원심 VADs 총 인공 심장 교체 위한 재현 가능한 접근 방식을 제공 하는 것을 목표로.
Introduction
미국 오늘1에서이 조건에서 고통 받는 약 5.7 백만 성인 심장 마비 환자의 수에 있는 성장이 하고있다. 약 300000 환자는 끝 단계 심장 마비 1 년의 평균 수명. 심장 이식 끝 단계 심장 마비에 대 한 표준 치료 유지, 하는 동안 사용할 수 있는 공여 장기의 수에 의해 크게 제한 됩니다. MCS는 VADs2사용 특히 심장 이식에 실행 가능한 대 안으로 도입 되었습니다. VADs 내리기 좌 심 실 동맥 순환에 직접 전달 흐름 (펌프에 의해 지원)를 제공 하 여 작동 합니다. VADs 이식3에 적합 하지 않은 환자 대상 치료 뿐 아니라 이식에 교량으로 이식 될 수 있습니다. FDA 승인 미만 10 년 전, 이후 VADs 이식의 연례 수는 심장 이식 숫자,이 번호를 기 하 급수적으로 증가 하는4를 능가 하고있다. 그러나, 환자의 부분 집합, 심장 마비는 biventricular (즉. 두 왼쪽과 오른쪽 심 실에 영향을 미치는) 단순히 왼쪽된 심 실만을 지 원하는 적절 한 관류를 제공 하지 않을 수 있습니다. 이러한 상황에서 우 심 실에는 임시 기계적 지원5필요합니다. "RVAD"의이 종류는 심 실 복구 하는 동안 환자에 게 환자 실 (ICU)에 제한 하는 체 외 펌프에 연결 된 큰 뉼 사용을 해야 합니다. 환자 들의 제한 된 하위 집합에 대 한 또 다른 옵션은 타6,7. 타 사용에 대 한 표시는: 후 게시물 경색, 심 실 septal 결함 (VSD), 심 실 cannulation 및 실패 한 심장 이식 만성 지원이 필요로 하는 걸로 심각한 제한 myopathy biventricular 실패. 그러나,는 현재 FDA 승인 타 장치 대형 이며, 작은 환자에 사용할 수 없습니다. 또한, 공 압 드라이버는 상당한 이며 환자의 이동성을 제한.
일부 환자에 대 한 하나의 실험 전략 우 심 실8,,910을 지원 하기 위해 두 번째 VAD의 사용 이다. 이 시나리오에서는 두 심 excised 됩니다, 그리고 두 VADs는 타로 이식 됩니다. 이 했다 가능한 장치 디자인에 있는 개선 및 장치 프로 파일의 축소에 의해. 새로운 원심 VADs는 훨씬 작은 모두 왼쪽과 오른쪽 순환 지원 하기 위해 서로 이식 두 VADs 허용. 이 방법은 실험 오른쪽과 왼쪽 순환, 장치 및 용 혈 및 다른 불리 한 이벤트에 대 한 영향으로 유출 이식 방향 균형 장치 설정을 포함 하 여 많은 중요 한 도전 남아 있습니다. 이 프로토콜의 목적은 소 모델에서 두 개의 원심 VADs와 타 교체에 대 한 재현 접근을 제공 하입니다.
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Protocol
나이-일치 (필요한 경우 혈액 기증) 송아지 (체중 80-90 킬로그램)는 동물 시설에 대 한 걱정. 주택 및 모든 치료 절차는 동물 관리 및 사용 위원회의 듀크 대학 의료 센터의 지침에 따라 수행 됩니다.
1입니다. 마 취 개시
- 8-12 시간 금식 후 미리 의료를 베 풀 Telazol와 종 아리 (4.5 mg/kg/피하) 다음 얼굴에 마스크를 통해 isoflurane (1-4%)를 관리 하 고.
- 열띤된 테이블에 부정사 위치에 암소를 놓고 넣어야 합니다. 사지 무거운 관계를 사용 하 여 테이블을 수정 합니다.
- 귀 정 맥에는 정 맥 카 테 터 (14-20 게이지)를 배치 합니다.
- 다이아 제 팜 관리 (0.22-0.44 mg/kg/정 맥) 씹는 삼 키는 매우 유행, 또는 경우 동물 endotracheal 관 (동부 표준시)에 무. 또한, 기도 삽 관 법에 대 한 노출을 용이 하 게 도와 삽 관 법에 문제가 있는 경우 관리 합니다.
2. 생체 신호 및 중앙 라인 설정
- 10-15 mL/kg 및 20-25 bpm의 속도의 해 일 볼륨에서 기계 환기 isoflurane 시작 (0.5-4%) 절차를 통해 유지.
- 작업 중 튜브 위치 변경 되도록 관계를 사용 하 여 동부 표준시 튜브를 보호 합니다.
- 지속적으로 산소 포화와 실험을 통해 심장 박동수를 모니터링 합니다. 즉시 환기 또는 산소 포화 (상2)와 함께 모든 어려움을 해결 합니다. 이러한 가능성이 튜브 위치, 또는 인공 호흡기 설정 관련 됩니다. 튜브 위치 이면 충분 해 볼륨을 달성 하기 위해 동부 표준시 튜브를 조정 합니다.
3. 중앙 혈관 액세스
- 하지만 다음 할 수 있습니다 시경 초음파 지도, 사용을 사용 하 여 아래 컷 접근 제어 모든 로컬 동물 anticoagulated 일단 출혈.
- 랜드마크로 기도 사용 하 여, (와 함께 헤어 클리퍼 스), 목 털을 면도 하 고 betadine를 사용 하 여 영역을 소독. 병렬 선형 절 개를 만들어 1-2 cm 기도 그리고 제 10 블레이드 메스를 사용 하 여 위에서 20 cm.
- Sternocleidomastoid, 분할 하 고 신중 하 게 노출 왼쪽된 일반 경 동맥 및 전기로 도구를 사용 하 여 내부 경 정 맥. 자기 고정 견인 기를 사용 하 여 노출에 도움이. 인접 및 말 초 동맥 및 정 맥 대형 실크 봉합 (크기 0 또는 1 실크) 또는 선박 루프의 제어를 유지 합니다.
- 혈압 모니터링을 위한 18-게이지 테와 왼쪽된 일반적인 경 동맥 cannulate 드 라인, 공기와 출혈이 발생 하는 경우 지갑 문자열 패션 테 주위에 6-0 또는 7-0 폴 리 프로필 렌 봉합을 배치.
- 콘솔에 압력 트랜스듀서를 연결 하 고 "조직의 압력" 소프트웨어에 압력 파를 transduce. 읽기 하 고 출력을 기록 합니다.
- 왼쪽된 내부 경 정 맥 유체 및 약물 관리와 중앙 정 맥 압력 모니터링에 대 한 액세스. 콘솔에 압력 트랜스듀서를 연결 하 고 "중앙 정 맥 압력" 소프트웨어에 압력 파를 transduce. 읽기 하 고 출력을 기록 합니다.
- 피부와 모니터에 distally 두 라인을 보호 합니다. 기준선 중앙 정 맥 압력 (CVP)과 동맥 혈압을 기록 합니다.
4. 메디아 Sternotomy 및 심장과 폐 우회 (CPB)
- 위에서 흉 골 하는 중간에 자리를 선택 하 고 메 마른 외과 마커를 사용 하 여 표시 칼을 만져 머리 깎기로 모피를 면도 하 고 betadine를 사용 하 여 영역을 소독. 메 마른 외과 용 드 레이프를 적용 합니다.
- 절 개는 칼으로 위에서 10 호 블레이드를 사용 하 여 확인 합니다.
- 흉 골의 측면 가장자리의 수동 촉진을 사용 하 여 중간에 완벽 하 게 정렬 되 고 있는 동안, 흉 골에서 아래로 주요 흘리는 분할 하는 전기로 도구를 사용 합니다. 전기로 도구를 사용 하 여 흉 골의 중간 점수. 무거운가 위는 칼을 나누어 아래에서 sternotomy를 시작 합니다.
- 정원가 위와 cephalad는 sternotomy를 확장 합니다. 각 컷 후 흉 골을 검사 합니다. 흉 골, 아래 디지털 촉진을 수행 하 고 심장과 폐는 흉 골에서가 수 있도록 해 둔 부를 수행. 미드웨이 sternotomy를 통해 횡단 transversalis 근육 일부 발생할 수 있습니다 하 고 이러한 전기로 사용 하 여 분할 된다.
- 위를 sternotomy를 완료 합니다. 그대로 중간 선 따라이 치유에 대 한 중요 한 될 것입니다 주의 하십시오.
- sternotomy 완료 되 면, 전기로 도구와 출혈 근육 가장자리를 채 점 하 여 hemostasis을 얻을 수 있습니다. 어떤 잔여 출혈 있도록 흉 골의 골 수를 뼈 왁 스를 적용 합니다.
- Thymus를 식별 하 고 전기로 도구를 사용 하 여 제거 합니다. 경선 방식, 심 낭을 입력 하 고 대동맥까지 횡 경 막에서 반영.
- Pericardial 요람 마음을 올려 하 고 그것을 지 원하는 피부에 심 낭에 가깝게 5 2-0 비단 봉합을 사용 하 여 만듭니다. 열린된 심 낭의 모든 모서리를 선택 하 고 실크 봉합을 사용 하 여 피부 앞쪽 직접 갖다.
- 해 부 대동맥 교차 클램프의 통과 수 있도록 결합 조직에 의해 대동맥과 폐 동맥 사이 3-인치-긴 창을 만듭니다. 분기점에 인접 한 위치에 오름차순 대동맥에 지갑 문자열을 4-0 폴 리 프로필 렌 봉합을 적용 됩니다.
- 원주는 뛰어난 베 나 정 맥 (SVC) 무딘 해 부를 사용 하 여 및 두 번째 지갑 문자열 3-0 폴 리 프로필 렌 봉합을 적용 합니다. 활성화 된 응고 시간 (ACT) 400 보다 달성 하기 위해 300 U/kg의 초기 복용량을 사용 하 여 조직의 heparinization 설정 s.
- 적절 한 법 달성 되 면 11 호 블레이드를 사용 하 여 입력 하는 대동맥, 그리고 18 Fr 동맥 정 맥 삽입. 드에 정 공기와 CPB의 간선에 연결. 다음, 28 Fr SVC 정은 SVC에 놓고는 형사 요를 시작 합니다.
- 부분 CPB에 열 등 한 베 나 정 맥 (IVC)를 식별 하 고는 서비스에 대 한 설명 된 대로 cannulate. 이렇게 우회 하는 동안에 노출에 대 한 마음에 밀어 필요가 주어진 더 나은 hemodynamic 관리에 대 한 수 있기 때문.
참고: 있을 수 있습니다 아직도 저 혈압의 개발을 위한 잠재력 때문에 CPB에만 부분 지원으로이 시점에서. 저 혈압 발생이 단계를 신중 하 게 수행 하 고 기력을 간헐적으로 채우기 위해 동물의 마음을 수 있도록 한다. - IVC 정 안전 하 게 삽입 되 면 Y 커넥터를 사용 하 여 주요 회로에 결합. 마음에서 완전 한 혈액 격리 수 있도록 탯 줄 테이프로 SVC, IVC를 루프.
5입니다. Ventriculectomy
- 전체 구급 지원, SVC, IVC 이전에 적용 된 탯 줄 테이프를 사용 하 여 내려 올 무에 동안. 대동맥 cannulation 사이트에 인접 한 대동맥 교차 클램프를 적용 합니다. 클램프 위치 확인 되는 ventriculectomy를 시작 합니다.
- 심 실 조직 원주 소비 세 1-2 cm 오른쪽과 왼쪽 것 홈에 원심. mitral와 심 실 근육의 가장자리를 두고 제공 하 tricuspid annuli 스윙 링의 이식에 대 한 추가 지원.
- 그들은 발생으로 mitral 및 tricuspid 벨 브에 대 한 하위 판 막 병 apparati transect.
- 오른쪽 심 실 유출 지역 (RVOT) 폐 벨 브의 절단을 포함 하 여와 오른쪽 심 실 유출 지역 근육 삭제하시오 또한, 왼쪽된 심 실 유출 지역 (LVOT), 소비 세 하지만 aorto mitral 커튼의 일환으로 대동맥 밸브의 후부 측면을 유지.
- 마지막 interventricular 심장을 나눕니다. 관상 동맥 공동의 오리 피스를 식별 하 고 5-0 폴 리 프로필 렌 봉합 선.
6. 원심 흐름 펌프 (CFP)의 주입
- 사용 pledgeted, 중단, 심 실 조직 및 승 모 판 고리를 바느질 링을 확보 하 여 2-0 꼰된 봉합 합니다. 심 실 근육 rim의 epicardial 표면에는 봉합을 종료 하 고 재 봉 반지를 통해. 이 기술은 "bunching 최대" 조직의 펌프 링의 거리와 방해는 링 위에서 피 한다.
- 우 심 실 근육 테두리와 tricuspid 환대 바느질 고리를 연결할 유사한 접근을 사용 합니다.
- CFPs 바느질 고리에 연결 하 고 표준 잠금 메커니즘으로 확보. 잠금 장치에 액세스할 수 있도록 이러한 동양.
- 선택의 방향에 따라 유출 이식 길이 조정 합니다. 적절 한 길이 파악 유출 이식 잘라. 주의 해야 하지 너무 오래 이식 비틀면 발생할 수 있습니다.
- 사용 하 여 실행 하는 4-0 폴 리 프로필 렌 봉합 (왼쪽된 심장 CFP)에 대 한 대동맥 및 폐 동맥 (오른쪽 심장 CFP)에 대 한 유출 이식 anastomose 끝에 패션에.
- anastomoses를 완료 하기 전에 SVC, IVC 배수 뉼에 테이프를 해제 하 고 오른쪽과 왼쪽 펌프, 따라서 드 airing 프로세스 시작을 채우기 위해 혈액을 허용 합니다. 더 드 방송에 대 한 유출 이식의 각각에 18-게이지 바늘을 놓습니다. 호흡기를 사용 하 여 대용량 호흡 폐 정 맥 반환을 드 방영에 갇혀 공기 수 있도록 제공.
- 드 방송 하는 것이 완료 후, 바늘을 제거 하 고 복구 pledgeted를 사용 하 여 사이트 5-0 폴 리 프로필 렌 봉합.
- 처음 장소에 아직도 클램프와 함께 앞으로 혈액 흐름을 허용 하는 낮은 rpm 속도 (3000 rpm)에서 펌프를 시작 합니다. 대동맥 교차 클램프를 제거 하 고 일부 혈액 볼륨 펌프 입력을 두고.
- 점차적으로 구급 지원 투약 펌프 속도 증가. CPB는 종료 되 고 전적으로 오른쪽과 왼쪽된 펌프에 의해 순환 지원.
- 왼쪽과 오른쪽 측면에서 정 맥 충전 압력에 의해 최종 펌프 속도 설정을 결정 합니다.
- 폐 동맥과 폐 정 맥 장소에서 그들을 보호를 5-0 폴 리 프로필 렌 봉합 지갑 문자열을 사용 하 여에 직접 압력 카 테 터를 소개 합니다.
- 압력 신호 레이블 "폐 동맥"와 "폐 정 맥"에서 소프트웨어를 transduce 또한, 초음파 흐름 프로브 오름차순 대동맥과 주요 폐 동맥 주위 장소.
참고: 모든 4 개 채널 수 활성: 1. "조직의 압력", 2. "중앙 정 맥 압력", 3. "폐 동맥" 및 4. "폐 정 맥"입니다.
7입니다. 설립 Biventricular 지원 장치 흐름의
- CPB 흐름을 점차적으로 감소 하는 동안 천천히 증가 왼쪽된 CFP 그리고 오른쪽 CFP 속도 항상 왼쪽된 CFP 보다 낮은 오른쪽 CFP 속도 유지 하면서.
- 전신 혈압 등 CVP hemodynamics에 주의 깊은 관심을 지불 합니다. Overcirculation 폐는 폐 정 맥 또는 폐 동맥에서 압력의 비 생리 적으로 표시 됩니다.
- 결국, 각 장치에 4 L/min의 흐름을 달성 하는 CPB에서 유아 왼쪽된 CFP와 오른쪽 CFP 속도 증가. 일단 hemodynamic 안정성 달성, SVC, IVC 뉼을 제거 하 고 지갑 문자열 봉합 내려 넥타이.
- 다음으로, 대동맥 정 맥을 제거 하 고 지갑 문자열 봉합 내려 넥타이. 천천히, 선회 하 여 동물을 안락사 그리고 마 취는 다음 동물 동안 모두 CFP 펌프를 중지.
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Representative Results
그림 1 에서 보여 준 바느질의 첨부 파일이입니다. 그림 1A 펌프 첨부 파일에 대 한 문제를 만들 수 있습니다 심 실 조직 "bunching" 보여줍니다. 그림 1B 는 올바른 첨부 파일을 나타냅니다.
그림 2 과 그림 3 는 펌프의 2 개의 다른 방향입니다. 그림 2, 펌프를 유출 이식 짧은 출구 연결 된 동맥에 직접 배치 됩니다. 그림 3, 펌프는 방향 오른쪽 CFP 왼쪽된 CFP의 유출 이식 각각 폐 동맥 및 대동맥, anastomosed 되 고 전에 주위를 회전. 그것은 답이 남아는 펌프에 대 한 더 나은 전반적인 hemodynamic 프로필 있으며 어느 방향, 혈액에 순전히 스트레스를 덜 수 있습니다. 또한, 그것은 어떤 방향 수 있습니다 적은 비틀면 명확 하지 않습니다.
그림 1: 바느질 고리 부착입니다.
패널에 오른쪽 심장 교체 봉 반지 "를 므" 심 실 조직으로의 잘못 된 첨부 파일을 보여 줍니다. 패널 B 심 실 조직으로 올바른 바느질 링 설립을 보여 줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: 직접 폐 동맥 및 대동맥을 왼쪽된 심장 교체 오른쪽 심장 교체의 직접 연결을 보여주는 유출 이식 방향. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: 유출의 방향이 다른 폐 동맥과 대동맥을 이식. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
이 원고에서 우리는 intracorporeal 타로 두 개의 원심 흐름 VADs 사용을 설명합니다. 이 기술 어쩌면 폐와 간 등 2 차 기관에 인공 순환의 효과 연구에 매우 유용. 또한, 그것은 다른 펌프 방향 및 흐름 시나리오에서 hemodynamic 변화의 연구에 대 한 유용할 수 있습니다. 이 프로토콜 내에서 중요 한 단계는 어떻게 바느질 고리에 붙어있는 심 실 조직 판 막 병 annuli 강도 대 한 통합을 포함 한다. 그것은 중요 한이 작업은 수행 되도록 올바르게 장치 안정성에 영향을 미칠 것입니다. 또한, 그것은 유출 이식 측정 하 고 적절 한 길이에 삭감 하는 것이 중요입니다. 장치 불안정과 유출 이식 방해 대표 중요 한 문제는이 두 단계는 신중 하 게 수행 하지 경우 발생할 수 있습니다.
프로토콜의 방향을 유출 이식 유출 이식 방해를 방지 하는 것이 중요 있을 수 있습니다 두 가지 방법을 설명 합니다. 첫 번째 방향에서 유출 이식 SynCardia 총 인공 심장 비슷한 방향에 각각 큰 혈관에 직접 연결 됩니다. 두 번째 방향에서으로 일반적으로 임상 VAD 경우에는 이식 다른 VAD 주위 회전.
이 실험 모델을 사용 하 여, 하나 신중 하 게 펌프 속도, 왼쪽 및 오른쪽 양면된 순환의 불균형을 방지 하는 방법을 결정의 다른 조합과 관련 된 hemodynamic 시나리오를 공부할 수 있습니다. 예를 들어, 대동맥, 폐 동맥 및 폐 정 맥 압력의 직접적인 측정 동물의 전반적인 hemodynamic 상태의 실시간 평가 대 한 수 있습니다. 이 함께 균형 잡힌된 좌우 순환 수 있도록 펌프에 정확한 속도 매개 변수를 설정 하기 위한 매우 중요 한 것: 적절 한 동맥 관류 압력; 정상적인 폐 압력 폐 혼잡;의 가능성을 피하기 위해 그리고 신장 또는 간 정 맥 혼잡을 피하기 위해 정상적인 중앙 정 맥 압력. 임상적으로 사용 가능한 장치에서 "흐름"은 직접 측정 하지는 계산 된 매개 변수입니다. 이 프로토콜에서 우리가 직접는 hemodynamics의 더 정확한 평가 대 한 두 개의 위치에 흐름을 측정 합니다.
결론적으로,이 원고는 소 모델에서 intracorporeal biventricular 교체에 대 한 총 인공 심장으로 두 개의 원심 흐름 펌프의 사용을 설명합니다.
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Disclosures
이 작품이 되었다 연구 보조금을 통해 가능한 애 봇에 게 의료에서 박사 밀라노.
Acknowledgments
우리는 일부 자금에 대 한로 라 제니 애 봇에 게 의료를 감사 하 고 싶습니다. 우리는 또한 공작 관류 서비스와 작업 하는 동안 그들의 도움에 대 한 큰 동물 외과 코어를 감사 하 고 싶습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| SPO2 and heart rates are to be monitored: Multiparameter | Meditech Equipment, Co., Ltd. | MD-908 | hemodynamic monitor intraoperatively |
| Viscot Mini XL Surgical Markers | Amazon | B007P550WG | marking sternum before incision |
| 60W High Power Electric Pet Cat Rabbits Horse Animal Hair Cutting Clipper | LILY International Business CO., LIMITED | ZP-293 | Fur shaving |
| No. 10 scalpel blade | Swann-Mortan, England | 301 | Skin incision |
| Matzenbaum scissor | BD-V. Mueller, USA | CH2006-001 | Vascular exploration |
| Scissors | Felco, USA | FELCO 200A-50, Felco Professional Bypass Lopper | For sternotomy |
| A self-retractor | BD-V. Mueller, USA | AU19270 | SCHUKNECHT Self-Retaining Postauricular Retractor, |
| Sternal retractor | BD-V. Mueller, USA | CH6950-007 | Cooley sternal retractor |
| Pressure transducer (Millar Mikro-Tip, 5Fr) | Millar, USA | MillarMikro-Tip, SPR-350S | Assessment for pulmonary artery or venous pressure |
| AD instruments (PowerLab) | AD instruments, USA | PowerLab 16/35 | Pressure signal transduction |
| Umbilical tapes | Medline industries Inc., USA | U11 | For isolation and snaring of superior or inferior vena cava |
| Vessel loops | Aspen Surgical, USA | 3901, 3902 and 3904 | Isolation of vessels |
| Silk sutures, 2-0 | Ethicon US, LLC, USA | SA11G | For snare of superior or inferior vena cava |
| Ticron 2-0 | Covidien, USA | TicronTM suture | Vascular suture |
| Prolene, 7-0 | Covidien, USA | Surgipro II | Vascular suture |
| Prolene, 6-0 | Covidien, USA | Surgipro II | Vascular suture |
| Prolene, 4-0 | Covidien, USA | Surgipro II | Vascular suture |
| Prolene, 3-0 | Covidien, USA | Surgipro II | Vascular suture |
| Aortic cannula, 15-18 Fr | Medtronic, USA | Elongated-One-Piece-Arterial cannula 3D | Aortic cannula for setting of cardiopulmonary bypass |
| Venous cannula, 28Fr | Edwards Lifesciences | single stage | Venous cannula for setting of cardiopulmonary bypass |
References
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