Relación entre la velocidad de contracción muscular y el rendimiento hidráulico en los ventrículos del músculo...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Biomédica Ingeniería Biomédica.
• Fisiología del músculo esquelético Fisiología del músculo esquelético
• Dispositivos de asistencia cardíaca Dispositivos de asistencia cardíaca.

Sus antecedentes:

• El acondicionamiento del músculo esquelético a través de la estimulación eléctrica ofrece potencial para la asistencia cardíaca debido a la mejor resistencia a la fatiga y la relación potencia-peso.
• La reconfiguración quirúrgica del músculo esquelético es necesaria para su uso en la asistencia cardíaca, pero las pérdidas de potencia asociadas no se comprenden bien.
• El rendimiento hidráulico investigado de las bombas musculares latissimus dorsi (LD) de ovejas antes y después del acondicionamiento.

Objetivo del estudio:

• Para evaluar el rendimiento hidráulico de los ventrículos del músculo esquelético (SMV) construidos a partir de músculos LD condicionados y no condicionados de ovejas.
• Para comparar el rendimiento hidráulico medido con las predicciones del modelo basadas en datos de fuerza-longitud muscular y fuerza-velocidad.
• Identificar los factores que limitan la eficacia de los VME para la asistencia cardíaca.

Principales métodos:

• Medido in situ las relaciones fuerza-longitud y fuerza-velocidad de los músculos LD de ovejas después de 8 semanas de estimulación de 2 Hz o sin estimulación.
• Construyó dos tamaños de ventrículos del músculo esquelético (SMV) a partir de estos músculos.
• Evaluó el rendimiento hidráulico de los VME y lo comparó con las predicciones del modelo que incorporan las propiedades musculares y la distribución de la tensión.

Principales resultados:

• Las predicciones del modelo coincidieron razonablemente con la función isovolumétrica y la carga posterior óptima, pero sobreestimaron el flujo y la potencia.
• Los ventrículos condicionados del músculo esquelético exhibieron un mal rendimiento, principalmente debido a las propiedades contráctiles lentas.
• El rendimiento hidráulico fue significativamente influenciado por la velocidad de contracción del músculo condicionado.

Conclusiones:

• Para bombear eficazmente contra la impedancia arterial, los SMV requieren una menor resistencia interna (caída de presión) que los construidos en este estudio.
• Los avances en las técnicas quirúrgicas y los protocolos de estimulación son necesarios para desarrollar músculos esqueléticos más rápidos y resistentes a la fatiga para mejorar la función SMV.
• Se necesita más investigación para optimizar el diseño y el acondicionamiento de SMV para aplicaciones exitosas de asistencia cardíaca.