The use of continuous Left Ventricular Assist Devices (LVADs) as a treatment for patients with advanced heart failure has exhibited better clinical outcomes than medical management and first-generation pulsatile pumps. Although these devices improve quality of life, patients still suffer from adverse events after implantation, such as infections, bleeding, hemolysis, and thrombosis. Studies suggest that these complications are due to the non-physiological flow mechanics to which blood is exposed when in contact with the device. Ongoing research focuses on the evaluation of different geometries and pump configurations aiming to develop improved devices. The purpose of this study is to demonstrate the proofof-concept of a novel axial-flow LVAD configuration through the assessment of the characteristic performance curves of the pump. The singularity of this design departs fully from the conventional axial pump morphology as the blades are mounted on the outer part of the device, increasing thus, the crosssectional area for blood carriage through the central hollow space. This configuration also opens the possibility of having a fully collapsible pump with a complete minimally-invasive delivery procedure. Using CFTurbo software, the pump geometry was designed at a Design Operating Point (DOP) of pressure rise 𝛥𝑃=6.666 x 10³ Pa [50 mmHg], flow rate Q=5 x 10−5 m s⁻³ [3 L min⁻¹], and a rotational speed 𝑁 =335.1 rad s⁻¹ [3200 RPM]. Then, two different versions of the pump with similar external diameter OD of 2.5 x 10⁻² m and different blade radial extensions b of 7 x 10⁻³ m (Design A) and 9 x 10⁻³ m (Design B) were created to evaluate particular percentages of flow guided by the blades. Using ANSYS CFX, a Computational Fluid Dynamic (CFD) simulation was developed to evaluate pressure rise ∆𝑃, flow rate 𝑄, high wall shear stress regions, and Reynolds number 𝑅𝑒 of both pump design variations at rotational speeds 𝑁 of 209.4, 335.1, 418.8, 628.3, and 837.7 rad s⁻¹ [200, 3200, 4000,6000, and 8000 RPM]. Lastly, the invitro hydraulic evaluation of Design A was performed in a constructed test-rig and a comparison between experiments and virtual predictions was assessed. Overall the pump provided flow rates of 8.33 x 10⁻⁶ m s⁻³ [0.5 L min⁻¹] to 5.83 x 10−5 m s⁻³ [3.5 L min⁻¹], pressure rises of 6.66 x 102 Pa [5 mmHg] to 5.332 x 10³ Pa [40 mmHg], and hydraulic efficiencies of 4% to 12% at rotational speeds N= 209.4, 335.1, and 418.8 rad s⁻¹ [2000, 3200, and 4000 RPM]. The novel pump concept can provide circulatory support for patients with heart failure but with reduced pressure rise. Therefore, further design optimization is required to reach optimal physiological pressures for left ventricular assistance ∆𝑃 of 6.66 x 10³ Pa [50 mmHg] to 13.33 x 10³ Pa [100 mmHg]. This feasibility study generates a starting point for future device development.

L’utilisation de dispositifs continus d’assistance ventriculaire gauche (LVADs en anglais) en tant que traitement pour les patients ayant des insuffisances cardiaques graves s’est avérée fournir de meilleurs résultats que les traitements médicaux classiques ou que les pompes pulsatives de première génération. Bien que ces appareils permettent d’améliorer la qualité de vie du patient, ceux-ci souffrent néanmoins d’effets secondaires après implantation tels que des infections, des saignements ou bien d’hémolyse ou de thrombose. Des études suggèrent que ces complications sont dues aux écoulements mécaniques non physiologiques auxquels le sang est exposé lorsqu’il entre en contact avec le dispositif. Aujourd’hui, la recherche se concentre sur l’évaluation de différentes géométries et configurations de pompes dans le but de concevoir des dispositifs plus performants. L’objectif de cette étude est d’obtenir une démonstration de faisabilité d’une nouvelle pompe ventriculaire axiale. La conception de cette pompe diffère grandement de la conventionnelle pompe axiale car les aubes sont montées à l’extérieur du dispositif, laissant un conduit intérieur pour le transport du sang. Cette configuration permet également de réduire la taille du dispositif et donc de faciliter son implantation chirurgicale minimalement invasive. L’utilisation du logiciel CFTurbo a permis de concevoir la pompe axiale au point de fonctionnement suivant:​ taux de 𝛥𝑃 = 6.66 x 10³ Pa, débit de 𝑄 = 5 x 10−5 m s⁻³ et une vitesse de rotation de 𝑁 = 335.1 rad s⁻¹. Deux prototypes ont été développés afin d’évaluer l’influence de la taille des aubes sur les performances mécaniques de la pompe. Plus précisément, chacun des prototypes possède un diamètre externe OD de OD de 2.5 × 10⁻² m mais different par leurs tailles d’aubes;​ le Prototype A possède des aubes de rayon 𝑏 = 7 x 10⁻³ m alors que le Prototype B possède des aubes de rayons 𝑏 = 9 x 10⁻³ m. Le logiciel ANSYS CFX a été utilisé pour simuler l’écoulement au travers de la pompe et d’évaluer des performances de celle-ci (taux de ∆𝑃, débit 𝑄, contraintes de cisaillement 𝜏…) pour différentes vitesses de rotation 𝑁 allant de 209.4, 335.1, 418.8, 628.3, à 837.7 rad s⁻¹. Enfin, le Prototype A a été testé expérimentalement sur un banc d’essai hydraulique et les résultats ont été comparés aux simulations numériques. Dans l’ensemble, la pompe a fourni un débit volumique allant de 8.33 x 10⁻⁶ m s⁻³ à 5.83 x 10−5 m s⁻³, une augmentation de pression de 6.66 x 102 Pa à 5.33 x 10³ Pa, et un rendement hydraulique entre 4% et 12% pour des vitesses de 209.4, 335.1, et 418.8 rad s⁻¹. Par conséquent, cette nouvelle pompe est capable de fournir un écoulement sanguin pour les patients atteints d’insuffisances cardiaques mais avec une augmentation de pression. Ainsi, davantage de travail et de développement sont nécessaires pour atteindre les pressions physiologiques optimales de 6.66 x 10³ Pa a 13.33 x 10³ Pa. La présente recherche sert donc de point de départ satisfaisant pour des études ultérieures.