نود أن نشكر مختبر الدكتورة جوردانا فونجاك نوفاكوفيتش ، بما في ذلك جولي فان هاسل ومحمد ديان وبانبان تشين ، للسماح لنا باستخدام أنسجة النفايات القلبية من تجاربهم. تم دعم هذا العمل من قبل تحالف عيوب القلب الخلقية في بتلر ، نيوجيرسي ، والمعاهد الوطنية للصحة في بيثيسدا ، ماريلاند (5T32HL007854-27).

تم إجراء جميع الأبحاث وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية لرعاية.
1. الاعتبارات والاستعدادات للتجربة
<ol><li>استخدم ناسخ نبض مناسب (PD) لمحاكاة النتاج القلبي من خلال AV. يجب أن تكون بيانات الأداء قادرة على استيعاب المواد البيولوجية وأن تكون قادرة على التنظيف.<ol><li>استخدم إعدادات PD المناسبة لاختبار AV: حجم إزاحة 70 مل و 70 نبضة في الدقيقة (5 لتر / دقيقة نتاج قلبي) ، 35٪ من دورة القلب في الانقباض ، 100 مم زئبق متوسط تدرج الضغط عبر الصمامات ، 120 تدرج ضغط أقصى ، و 80 تدرج ضغط أدنى.</li>
		<li>استخدم درجة حرارة الغرفة (RT) محلول ملحي عادي (0.9٪ كلوريد الصوديوم) كوسط سائل.</li>
	</ol></li>
	<li>تحديد موقع أو إنشاء (باستخدام الطباعة 3D أو طريقة مماثلة) تركيبات مناسبة لتركيب AV الخنازير للاختبار على PD.<ol><li>استخدم التركيبات المصممة على غرار التركيبات المزودة مع ناسخ النبض بالمواصفات التالية: تأكد من أن القطر الداخلي للتركيبات مشابه لقطر AV قيد الدراسة ، وطول المرفق لا يقل عن 2 سم ، وعرض المرفق القابل للاستخدام لا يقل عن 4 سم (الشكل 1).</li>
		<li>استخدم الحلقات المطاطية على شكل حشيات على نهايات التركيبات.</li>
	</ol></li>
	<li>الحصول على عينة من القلب بعد استئصال القلب (الشكل 2 أ).<ol><li>استخدم عينات قلب الخنازير من المسلخ أو أنسجة النفايات من التي تتمتع بصحة جيدة ولم تكن جزءا من أي بروتوكولات تجريبية من شأنها أن تؤثر على قلوبهم.</li>
		<li>الحصول على عينة بعد استئصال القلب أو إجراء استئصال القلب بعد الوفاة ، بما في ذلك استئصال الوريد الأجوف العلوي ، والوريد الأجوف السفلي ، والشريان الرئوي الرئيسي (PA) ، وجميع الأوردة الرئوية ، والشريان الأورطي في الجانب البعيد من قوس الأبهر. ملاحظة: يجب استخدام العينات الطازجة ، بعد أقل من 6 ساعات من الوفاة أو المخزنة في محلول ملحي معقم بمحلول حيوي 1٪ (البنسلين والستربتومايسين) في ثلاجة 4 درجةمئوية لمدة تصل إلى 7 أيام ، لهذه التجربة. الأنسجة المثبتة في الفورمالين أو الجلوتارالدهيد ستنتج نتائج هيدروديناميكية متغيرة بسبب زيادة الصلابة.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65885/65885fig01v2.jpg"> الشكل 1: تركيبات مطبوعة 3D مخصصة لتركيب الصمامات الأبهرية الخنازير على ناسخ النبض. كما هو مذكور في البروتوكول ، يجب ألا يقل طول المرفق عن 2 سم ، ويجب ألا يقل عرض المرفق القابل للاستخدام عن 4 سم. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65885/65885fig01large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.</a>
2. استئصال الهياكل اليمنى
<ol><li>تشريح PA من الشريان الأورطي بمقص Metzenbaum حتى يصبح نسيج البطين مرئيا (الشكل 2B).</li>
	<li>تشريح وربط مع الحرير كل من الشرايين التاجية في أصلها من الجيوب الأنفية الأبهر ، مع الحرص على عدم تضييق الجيوب الأنفية.</li>
	<li>عبور الشرايين التاجية البعيدة إلى العلاقات الحريرية.</li>
	<li>شق البطين الأيمن (RV) بين الشريان الأورطي والسلطة الفلسطينية في قاعدة الصمام الرئوي باستخدام مقص Metzenbaum (الشكل 2C).</li>
	<li>بدءا من الأمام ، استمر في شق محيطي على طول الحاجز بين البطينين لإزالة الجدار الحر من RV (الشكل 2D ، E).</li>
	<li>استمر في شق الخلف من خلال حلقة الصمام ثلاثي الشرف على طول الحاجز بين الأذينين لإزالة كل الأنسجة الأذينية اليمنى (الشكل 2F).</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65885/65885fig02.jpg"> الشكل 2: عينة استئصال القلب واستئصال التراكيب اليمنى. أ: عينة استئصال القلب. ب: الشريان الرئوي الرئيسي يقطع الشريان الأورطي حتى يصبح النسيج البطيني مرئيا. ج: شق البطين الأيمن (RV) في قاعدة الصمام الرئوي. د: استمرار الشق على طول الحاجز بين البطينين أمامي. ه: إزالة الجدار الخالي من المركبات الميكروفونية عن طريق مواصلة الشق المحيطي على طول الحاجز بين البطينين. (و) عينة ذات هياكل يمنى مزيلت. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65885/65885fig02large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
3. إعداد مجرى تدفق البطين الأيسر (LVOT) للقنية مع تركيبات PD
<ol><li>شق الأذين الأيسر (LA) من خلال عظم الوريد الرئوي الأيمن الموازي للشريان الأورطي باستخدام مقص Metzenbaum (الشكل 3A). ملاحظة: على الرغم من وجود تباين محدود ، ينتهي تشريح الوريد الرئوي الخنازير عموما في اثنين من الوريد الرئوي أوستيا دخول LA8.</li>
	<li>استمر في شق باتجاه الشق الأمامي الجانبي للصمام التاجي (MV) ، تاركا سوار 3 مم على الأقل من الأنسجة الأذينية على جانب الشريان الأورطي.</li>
	<li>تقليم أنسجة LA الزائدة ، والحفاظ على الكفة 3 مم من الأنسجة الأذينية على الشريان الأورطي وحلقة MV محيطيا (الشكل 3B).</li>
	<li>قم بتمديد الشق إلى البطين الأيسر (LV) من خلال المفصل الأمامي الجانبي لل MV ، مع الحرص على الحفاظ على العضلة الحليمية الأمامية الجانبية (الشكل 3C).</li>
	<li>قسم الأوتار الحبلية من العضلة الحليمية الأمامية الجانبية إلى نشرة MV الخلفية ، مع الحفاظ على المرفقات بنشرة MV الأمامية.</li>
	<li>استمر في شق قمة القلب.</li>
	<li>تقليم الأنسجة LV الزائدة أسفل العضلات الحليمية ، والحفاظ على كل من العضلات الحليمية (الشكل 3D).</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65885/65885fig03.jpg"> الشكل 3: تحضير مجرى تدفق البطين الأيسر للقنية باستخدام أداة ناسخ النبض. أ: شق الأذين الأيسر عبر عظم الوريد الرئوي الأيمن. (ب) قطع أنسجة LA الزائدة ، والحفاظ على سوار 3 مم على الأقل من الأنسجة الأذينية على الشريان الأورطي والحفاظ على حلقة الصمام التاجي محيطيا. ج: مد الشق إلى البطين الأيسر (LV) عبر الفتحة الأمامية الجانبية للصمام التاجي. د: إزالة الأنسجة LV الزائدة أسفل العضلات الحليمية. المقص مرئي في الزاوية اليمنى العليا من الصورة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65885/65885fig03large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
4. تحضير الشريان الأورطي للقنية باستخدام تركيبات PD
<ol><li>قم بقص أي نسيج شرياني لمفاوي أو ضام أو رئوي زائد من الشريان الأورطي (الشكل 4 أ).</li>
	<li>شق الجانب العلوي من قوس الأبهر من الشريان الأبهري الهابط إلى الشريان تحت الترقوة الأيسر باستخدام مقص Metzenbaum (الشكل 4B).</li>
	<li>استمر في شق الجانب العلوي من قوس الأبهر من الشريان تحت الترقوة الأيسر إلى الجذع العضدي الرأسي (الشكل 4C ، D). ملاحظة: تشمل فروع قوس الأبهر الخنازير من البعيد إلى القريب الشريان تحت الترقوة الأيسر والجذع العضدي الرأسي ، مما يؤدي إلى ظهور الشريان تحت الترقوة الأيمن والشريان السباتي الأيمن والشريان السباتي الأيسر9.</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65885/65885fig04.jpg"> الشكل 4: تحضير الشريان الأورطي للقنية باستخدام أداة ناسخ النبض. أ: قوس الأبهر مع إزالة الأنسجة الزائدة. لاحظ الوعاءين المقوسين في قوس الأبهر الخنازير ، والجذع العضدي الرأسي ، والشريان تحت الترقوة الأيسر. ب: بدء الشق على طول الجانب العلوي من قوس الأبهر من الشريان الأبهري النازل إلى الشريان تحت الترقوة الأيسر. ج: استمرار الشق على طول الجانب العلوي من قوس الأبهر من الشريان تحت الترقوة الأيسر إلى الجذع العضدي الرأسي. د: اكتمال شق قوس الأبهر. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65885/65885fig04large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
5. قنية LVOT مع تركيبات PD
<ol><li>اختبر موضع التركيب في LVOT وقم بقص أنسجة LV الزائدة.<ol><li>أدخل التركيب في LVOT أسفل النشرة الأمامية ل MV.</li>
		<li>لف الجدار الخالي من الجهد المنخفض حول التركيبات.</li>
		<li>قم بقص أنسجة LV الزائدة للحفاظ على التفاف محكم حول التركيبات.</li>
		<li>قم بإزالة نصف سمك الجدار الحر LV بدءا من الحاجز بين البطينين ، مع الحفاظ على ما لا يقل عن 1 سم من النخاب عند الحافة الحرة للحفاظ على سلامة خط الخياطة (الشكل 5 أ).</li>
		<li>قم بقص 1 سم من الأنسجة من الزاوية العلوية لغلاف الحائط الخالي من الجهد المنخفض (الشكل 5 أ).</li>
	</ol></li>
	<li>ضع التركيبات في LVOT مع فتحة ربط قضيب الدعم 1 سم خلف شق LV (الشكل 5B).<ol><li>احرص على عدم إدخال التركيبات بعيدا جدا في LVOT بحيث توسع الحلقة الأذينية البطينية.</li>
	</ol></li>
	<li>اربط النشرة الأمامية ل MV بالتركيبات باستخدام واحد أو اثنين من الروابط المضغوطة مقاس 6 بوصات الموضوعة بين أوتار الحبال للنشرة (الشكل 5C).</li>
	<li>خياطة الجدار الحر LV حول لاعبا اساسيا (الشكل 5D).<ol><li>ابدأ بخياطة الكفة من أنسجة LA على الشريان الأورطي إلى حلقة MV باستخدام خياطة جري بسيطة بإبرة نقطة مستدقة.</li>
		<li>استمر في غرزة الجري على الجهد المنخفض ، وليس تمزيق أنسجة الجهد المنخفض.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65885/65885fig05.jpg"> الشكل 5: قنية مجرى تدفق البطين الأيسر باستخدام أداة ناسخ النبض. (أ) إزالة نصف سمك الجدار الحر منخفض الجهد مع الحفاظ على 1 سم من النخاب عند الحافة الحرة. يشير الخط المنقط إلى المساحة التي يبلغ طولها 1 سم والتي سيتم إزالتها من الزاوية العلوية لغلاف الحائط الخالي من الجهد المنخفض. (ب) فتحة ربط قضيب داعمة موضوعة على بعد 1 سم خلف شق الجدار الخالي من الجهد المنخفض. (C) ربطة عنق بسحاب تثبت النشرة الأمامية للجهد المتوسط بالتركيبات القريبة. (د) جدار خال من الجهد المنخفض مخيط حول المباراة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65885/65885fig05large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
6. قنية الشريان الأورطي مع تركيبات PD والتحضير النهائي لاختبار PD
<ol><li>قم بقياس قطر AV باستخدام موسعات Hegar للمساعدة في تفسير نتائج اختبار PD.</li>
	<li>حدد الموضع المحايد للشريان الأورطي عن طريق رفع العينة عن الطاولة عن طريق الإمساك بالشريان الأورطي (الشكل 6 أ).</li>
	<li>أدخل تركيبات PD في الشريان الأورطي ، مع الحرص على محاذاة فتحات ربط القضيب في الوضع المحايد للشريان الأورطي.</li>
	<li>تحقق من طول العينة عن طريق إدخال قضبان الدعم.</li>
	<li>قم بتثبيت تركيبات PD على الشريان الأورطي باستخدام واحد أو اثنين من الروابط المضغوطة مقاس 6 بوصات (الشكل 6B).</li>
	<li>قم بتأمين LVOT حول تركيبات PD باستخدام واحد أو اثنين من الروابط المضغوطة مقاس 8 بوصات.</li>
	<li>ثبت قضبان الدعم في مكانها باستخدام البراغي المرفقة مع مجموعة PD.</li>
	<li>ضع العينة في PD وابدأ الاختبار (الشكل 6C والفيديو 1 والفيديو 2).</li>
	<li>خياطة أي تسرب حسب الحاجة.</li>
</ol><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65885/65885fig06.jpg"> الشكل 6: قنية الشريان الأورطي واختباره في الناسخ النبضي. أ: رفع العينة عن الطاولة بواسطة الشريان الأورطي لتحديد الموضع المحايد للشريان الأورطي. (ب) تركيبات بعيدة مثبتة في الشريان الأورطي برباط مضغوط. (ج) عينة مركبة في الناسخ النبضي للاختبار الهيدرودينامي. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65885/65885fig06large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
7. تنفيذ الإجراء التجريبي
ملاحظة: قم بإجراء إجراءات تجريبية مثل إجراء Ozaki كما هو موضح سابقا5،6،7 ، وكرر اختبار PD.
<ol><li>إذا جفت الأنسجة أثناء العملية ، فقم بشد الروابط المضغوطة وعزز خط الخياطة حسب الحاجة.</li>
</ol>8. تخزين طويل الأجل للعينة (إذا رغبت في ذلك)
<ol><li>ضع العينة في الفورمالين 10٪ لمدة 168 ساعة (أسبوع واحد)10,11.</li>
	<li>بعد تثبيت الأنسجة ، اغسل العينة بالماء منزوع الأيونات وضعها في الإيثانول بنسبة 70٪ للتخزين طويل الأجل.</li>
</ol>

تقييم الخواص الهيدروديناميكية في الصمامات الأبهرية الخنازير المركبة

<ol>
	<li>Aluru, J. S., Barsouk, A., Saginala, K., Rawla, P., Barsouk, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Valvular+heart+disease+epidemiology.">Valvular heart disease epidemiology.</a> Medical Science. 10 (2), 32 (2022).</li><li>Herrmann, J. L., Brown, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seven+decades+of+valved+right+ventricular+outflow+tract+reconstruction:+The+most+common+heart+procedure+in+children.">Seven decades of valved right ventricular outflow tract reconstruction: The most common heart procedure in children.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 160 (5), 1284-1288 (2020).</li><li>Rotman, O. M., Bianchi, M., Ghosh, R. P., Kovarovic, B., Bluestein, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+TAVR+valve+design,+modelling,+and+testing.">Principles of TAVR valve design, modelling, and testing.</a> Expert Review of Medical Devices. 15 (11), 771-791 (2018).</li><li>Pibarot, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+for+predicting+and+assessing+prosthesis-patient+mismatch+after+aortic+valve+replacement.">Imaging for predicting and assessing prosthesis-patient mismatch after aortic valve replacement.</a> JACC Cardiovascular Imaging. 12 (1), 149-162 (2019).</li><li>Ozaki, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aortic+valve+reconstruction+using+self-developed+aortic+valve+plasty+system+in+aortic+valve+disease.">Aortic valve reconstruction using self-developed aortic valve plasty system in aortic valve disease.</a> Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 12 (4), 550-553 (2011).</li><li>Krane, M., Amabile, A., Ziegelm&#252;ller, J. A., Geirsson, A., Lange, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aortic+valve+neocuspidization+(the+Ozaki+procedure).">Aortic valve neocuspidization (the Ozaki procedure).</a> Multimedia Manual of Cardiothoracic Surgery. , (2021).</li><li>Ozaki, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+total+of+404+cases+of+aortic+valve+reconstruction+with+glutaraldehyde-treated+autologous+pericardium.">A total of 404 cases of aortic valve reconstruction with glutaraldehyde-treated autologous pericardium.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 147 (1), 301-306 (2014).</li><li>Vandecasteele, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pulmonary+veins+of+the+pig+as+an+anatomical+model+for+the+development+of+a+new+treatment+for+atrial+fibrillation.">The pulmonary veins of the pig as an anatomical model for the development of a new treatment for atrial fibrillation.</a> Anatomia Histollogia Embryologia. 44 (1), 1-12 (2015).</li><li>G&#243;es, A. M. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+angiotomographic+study+of+swine+vascular+anatomy:+contributions+to+research+and+training+models+in+vascular+and+endovascular+surgery.">Comparative angiotomographic study of swine vascular anatomy: contributions to research and training models in vascular and endovascular surgery.</a> Journal Vascular Brasilerio. 20, 20200086 (2021).</li><li>Ho&#322;da, M. K., Klimek-Piotrowska, W., Koziej, M., Pi&#261;tek, K., Ho&#322;da, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+different+fixation+protocols+on+the+preservation+and+dimensions+of+cardiac+tissue.">Influence of different fixation protocols on the preservation and dimensions of cardiac tissue.</a> Journal of Anatomy. 229 (2), 334-340 (2016).</li><li>Ho&#322;da, M. K., Klimek-Piotrowska, W., Koziej, M., Tyrak, K., Ho&#322;da, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Penetration+of+formaldehyde+based+fixatives+into+heart.">Penetration of formaldehyde based fixatives into heart.</a> Folia Medica Cracoviensia. 57 (4), 63-70 (2017).</li><li>Spampinato, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grading+of+aortic+regurgitation+by+cardiovascular+magnetic+resonance+and+pulsed+Doppler+of+the+left+subclavian+artery:+harmonizing+grading+scales+between+imaging+modalities.">Grading of aortic regurgitation by cardiovascular magnetic resonance and pulsed Doppler of the left subclavian artery: harmonizing grading scales between imaging modalities.</a> International Journal of Cardiovascular Imaging. 36 (8), 1517-1526 (2020).</li><li>Capps, S. B., Elkins, R. C., Fronk, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Body+surface+area+as+a+predictor+of+aortic+and+pulmonary+valve+diameter.">Body surface area as a predictor of aortic and pulmonary valve diameter.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 119 (5), 975-982 (2000).</li><li>Baumgartner, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recommendations+on+the+echocardiographic+assessment+of+aortic+valve+stenosis:+a+focused+update+from+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging+and+the+American+Society+of+Echocardiography.">Recommendations on the echocardiographic assessment of aortic valve stenosis: a focused update from the European Association of Cardiovascular Imaging and the American Society of Echocardiography.</a> European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 18 (3), 254-275 (2017).</li><li>Saisho, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+ex+vivo+evaluation+of+two+different+suture+techniques+for+the+Ozaki+aortic+neocuspidization+procedure.">An ex vivo evaluation of two different suture techniques for the Ozaki aortic neocuspidization procedure.</a> Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 33 (4), 518-524 (2021).</li><li>Saisho, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+evaluation+of+the+Ozaki+procedure+in+comparison+with+the+native+aortic+valve+and+prosthetic+valves.">Ex vivo evaluation of the Ozaki procedure in comparison with the native aortic valve and prosthetic valves.</a> Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 35 (3), (2022).</li><li>Paulsen, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+ex+vivo+comparison+of+5+clinically+used+conduit+configurations+for+valve-sparing+aortic+root+replacement+using+a+3-dimensional-printed+heart+simulator.">Comprehensive ex vivo comparison of 5 clinically used conduit configurations for valve-sparing aortic root replacement using a 3-dimensional-printed heart simulator.</a> Circulation. 142 (14), 1361-1373 (2020).</li><li>Al-Atassi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+aortic+annular+geometry+on+aortic+valve+insufficiency:+Insights+from+a+preclinical,+ex+vivo,+porcine+model.">Impact of aortic annular geometry on aortic valve insufficiency: Insights from a preclinical, ex vivo, porcine model.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 150 (3), 656-664 (2015).</li><li>Sun, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+biomimetic+multilayered+polymeric+material+designed+for+heart+valve+repair+and+replacement.">A biomimetic multilayered polymeric material designed for heart valve repair and replacement.</a> Biomaterials. 288, 121756 (2022).</li><li>Waller, B. F., McKay, C., Van Tassel, J., Allen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catheter+balloon+valvuloplasty+of+stenotic+porcine+bioprosthetic+valves:+Part+I:+Anatomic+considerations.">Catheter balloon valvuloplasty of stenotic porcine bioprosthetic valves: Part I: Anatomic considerations.</a> Clinical Cardiology. 14 (8), 686-691 (1991).</li><li>Crick, S. J., Sheppard, M. N., Ho, S. Y., Gebstein, L., Anderson, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomy+of+the+pig+heart:+comparisons+with+normal+human+cardiac+structure.">Anatomy of the pig heart: comparisons with normal human cardiac structure.</a> Journal of Anatomy. 193, 105-119 (1998).</li></ol>

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح المالية ذات صلة للكشف عنها.

توفر الطريقة المعروضة هنا منصة للاختبار الهيدروديناميكي للمركبات من أجل فحص تأثير إجراء تجريبي أو جهاز طبي جديد. من خلال تركيب الصمام الأبهري الأصلي على جهاز ناسخ النبض ، يمكننا تحديد تأثير الإجراء التجريبي على جميع المعلمات الهيدروديناميكية المستخدمة في التحقيق والموافقة على الأطراف ?...

يمثل مرض الصمام الأبهري عبئا كبيرا على الصحة العامة ، وخاصة تضيق الأبهر ، الذي يصيب 9 ملايين شخص في جميع أنحاء العالم1. تتطور حاليا استراتيجيات معالجة هذا المرض وتشمل إصلاح الصمام الأبهري واستبدال الصمام الأبهري. في الأطفال على وجه الخصوص ، هناك حافز كبير لإصلاح الصمام بدلا من استبداله لأن الأطراف الاصطناعية المتاحة حاليا عرضة لتنكس الصمام الهيكلي (SVD) ولا تتحمل النمو ، مما يتطلب إعادة التشغيل لإعادة الاستبدال مع نمو المريض. حتى إجراء روس ، الذي يستبدل الصمام الأبهري المصاب (AV) بالصمام الرئوي الأصلي (PV) ، يتطلب طرفا اصطناعيا أو طعما في الموضع الرئوي يخضع أيضا ل SVD وغالبا ما يكون تحمل النمومحدودا 2. ويجري تطوير نهج جديدة لمرض الصمام الأبهري، وهناك حاجة إلى الاختبار في سياق ذي صلة بيولوجية قبل تطبيقه في نموذج حيواني كبير.
لقد طورنا طريقة لاختبار AV الخنازير التي يمكن أن توفر نظرة ثاقبة لوظيفة الصمام قبل وبعد إجراء بحثي أو تطبيق جهاز طبي جديد. من خلال تركيب AV الخنازير على آلة ناسخة نبضية متاحة تجاريا ، يمكننا مقارنة الخصائص الهيدروديناميكية التي يشيع استخدامها في التحقيق والموافقة في النهاية على الأطراف الاصطناعية للصمام ، بما في ذلك جزء القلس (RF) ، ومنطقة الفتحة الفعالة (EOA) ، ومتوسط فرق الضغط الإيجابي (PPD) 3,4. يمكن بعد ذلك ضبط التدخل في سياق ذي صلة بيولوجية قبل استخدامه في نموذج حيواني كبير ، مما يحد من عدد اللازمة لإنتاج إجراء أو طرف اصطناعي يمكن استخدامه في البشر. يمكن الحصول على القلوب المستخدمة في هذه التجربة من المسلخ المحلي أو النفايات من تجارب أخرى ، لذلك ليس من الضروري التضحية بحيوان فقط لأغراض هذه التجربة.
في عملنا ، استخدمنا هذه الطريقة لتطوير مادة رقعة جديدة لإصلاح الصمام واستبداله. اختبرنا الوظيفة الهيدروديناميكية لمجموعة متنوعة من مواد التصحيح عن طريق إجراء عملية neocuspidization للصمام الأبهري (إجراءOzaki 5،6،7) على AVs الخنازير واختبارها في ناسخ النبض قبل الإجراء وبعده. وقد مكننا ذلك من ضبط المواد بناء على أدائها الهيدروديناميكي. وبالتالي ، توفر هذه الطريقة منصة للاختبار الهيدروديناميكي للإجراءات التجريبية والأجهزة الطبية الجديدة للاستخدام على AV قبل التطبيق في نموذج حيواني كبير.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D Printer</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>Ultimaker S5</td>
			<td>Used for printing custom fixtures for hydrodynamic testing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Crile-Wood Needle Driver</td>
			<td>Emerald Instruments</td>
			<td>2.0638.15</td>
			<td>Used for suturing ventricle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Debakey Forceps</td>
			<td>Jarit</td>
			<td>320-110</td>
			<td>Used for dissection and sample preparation (can use multiple if working with an assistant)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 200 proof</td>
			<td>Decon Labs Inc.</td>
			<td>DSP-MD.43</td>
			<td>Used for fixed tissue storage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formalin 10%</td>
			<td>Epredia</td>
			<td>5701</td>
			<td>Used for tissue fixation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gerald Forceps</td>
			<td>Jarit</td>
			<td>285-126</td>
			<td>Used for dissection and sample preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass jars</td>
			<td>QAPPDA</td>
			<td>B07QCP54Z3</td>
			<td>Used for tissue storage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutaraldehyde 25%</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>16400</td>
			<td>Used for tissue fixation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES 1 M buffer solution</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP299-100</td>
			<td>Used to make glutaraldehyde 0.6%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mayo Scissors</td>
			<td>Jarit</td>
			<td>099-200</td>
			<td>Used for cutting suture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metzenbaum Scissors</td>
			<td>Jarit</td>
			<td>099-262</td>
			<td>Used for dissection and sample preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>O-ring</td>
			<td>Sterling Seal &#38; Supply Inc.</td>
			<td>AS568-117</td>
			<td>Used as a gasket on the end of the 3D printed fixtures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polylactic acid resin</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>1609</td>
			<td>Used for 3D printing fixtures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyproplene suture</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>VP-762-X</td>
			<td>Used for suturing ventricle, tapered needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse Duplicator</td>
			<td>BDC Laboratories</td>
			<td>HDTi-6000</td>
			<td>Used for hydrodynamic testing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silk ties</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>S-193</td>
			<td>Used for ligating coronary arteries</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tonsil Clamp</td>
			<td>Aesculap</td>
			<td>BH957R</td>
			<td>Used for coronary artery dissection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zip ties (6 inch)</td>
			<td>Advanced Cable Ties, Inc.</td>
			<td>AL-06-18-9-C</td>
			<td>Used for securing sample to fixtures, 157.14 mm long (6 inches), 2.5 mm wide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zip ties (8 inch)</td>
			<td>GTSE</td>
			<td>GTSE-20025B.1000</td>
			<td>Used for securing sample to fixtures, 203 mm long (8 inches), 2.5 mm wide</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an ex vivo porcine model for hydrodynamic testing of experimental aortic valve procedures and novel medical devices

خيارات اختبار إجراءات القلب الجديدة والأجهزة الطبية الاستقصائية قبل استخدامها في نموذج حيواني محدودة. في هذه الدراسة ، نقدم طريقة لتركيب صمام أبهري خنزيري في ناسخ نبضي لتقييم خصائصه الهيدروديناميكية. يمكن بعد ذلك تقييم هذه الخصائص قبل وبعد تنفيذ الإجراء قيد التحقيق و / أو تطبيق الجهاز الطبي الاستقصائي. يمثل تأمين جزء التدفق بعض الصعوبة بسبب نقص عضلة القلب المحيطية في مجرى تدفق البطين الأيسر. تعالج هذه الطريقة هذه المشكلة عن طريق تأمين جزء التدفق باستخدام الوريقة الأمامية للصمام التاجي ثم خياطة الجدار الحر للبطين الأيسر حول تركيبات التدفق. يتم تأمين جزء التدفق الخارجي ببساطة عن طريق إدخال التركيب في شق في الجانب العلوي من قوس الأبهر. وجدنا أن العينات لها خصائص هيدروديناميكية مختلفة بشكل كبير قبل وبعد تثبيت الأنسجة. دفعتنا هذه النتيجة إلى استخدام عينات جديدة في اختباراتنا ويجب أخذها في الاعتبار عند استخدام هذه الطريقة. في عملنا ، استخدمنا هذه الطريقة لاختبار مواد رقعة جديدة داخل القلب لاستخدامها في وضع الصمامات عن طريق إجراء إجراء neocuspidization الصمام الأبهري (إجراء Ozaki) على الصمامات الأبهرية الخنازير المركبة. تم اختبار هذه الصمامات قبل وبعد الإجراء لتقييم التغير في الخصائص الهيدروديناميكية مقارنة بالصمام الأصلي. هنا ، نبلغ عن منصة للاختبار الهيدروديناميكي لإجراءات الصمام الأبهري التجريبية التي تتيح المقارنة مع الصمام الأصلي وبين الأجهزة والتقنيات المختلفة المستخدمة في الإجراء قيد البحث.

Aortic valve disease represents a significant public health burden, particularly aortic stenosis, which affects 9 million people worldwide1. Strategies to address this disease are currently evolving and include aortic valve repair and aortic valve replacement. In the pediatric population especially, there is a significant incentive to repair rather than replace the valve since currently available prostheses are prone to structural valve degeneration (SVD) and are not growth tolerant, requiring reoperation for re-replacement as the patient grows. Even the Ross procedure, which replaces the diseased aortic valve (AV) with the native pulmonary valve (PV), requires a prosthesis or graft in the pulmonary position that is also subject to SVD and often limited growth tolerance2. New approaches to aortic valve disease are being developed, and there is a need for testing in a biologically relevant context prior to application in a large animal model.
We have developed a method for testing a porcine AV that can provide insights into the function of the valve before and after an investigational procedure or application of a novel medical device. By mounting the porcine AV on a commercially available pulse duplicator machine, we are able to compare the hydrodynamic characteristics that are commonly used in the investigation and ultimately approval of valve prostheses, including regurgitation fraction (RF), effective orifice area (EOA), and mean positive pressure difference (PPD)3,4. The intervention can then be fine-tuned in a biologically relevant context before use in a large animal model, thus limiting the number of animals needed to produce a procedure or prosthesis that can be used in humans. The hearts used for this experiment can be obtained from the local abattoir or waste tissue from other experiments, so it is not necessary to sacrifice an animal solely for the purposes of this experiment.
In our work, we used this method to develop a novel patch material for valve repair and replacement. We tested the hydrodynamic function of a variety of patch materials by performing an aortic valve neocuspidization procedure (Ozaki procedure5,6,7) on porcine AVs and testing them in the pulse duplicator before and after the procedure. This enabled us to fine-tune the material based on its hydrodynamic performance. Thus, this method provides a platform for hydrodynamic testing of experimental procedures and novel medical devices for use on the AV prior to application&#160;in a large animal model.

تسليط الضوء على المؤلف: تطوير اختبار إجراءات القلب قبل الشروع في الدراسات الحيوانية الكبيرة 

نموذج الخنازير خارج الجسم الحي للاختبار الهيدروديناميكي لإجراءات الصمام الأبهري التجريبية والأجهزة الطبية الجديدة

Limited options exist for testing new cardiac procedures and investigative medical devices before use in a large animal model. Our protocol provides the opportunity to fine-tune such procedures and devices in a biologically and anatomically relevant context prior to embarking on large animal studies. Other techniques for mounting an aortic valve on a pulse duplicator require inserting or fixing a rigid structure to the aortic valve annulus, thus distorting the valve's hydrodynamic properties.Our protocol offers an innovative way to cannulate the LVOT so that all measured hydrodynamic properties are valid. This method is designed to assess the viability of leaflet substitution materials for use as a valve repair patch or prosthesis. It is a pivotal tool for our future research in which we are developing biomimetic polymeric materials for use as durable valve substitutives with native tissue, like mechanical and hydrodynamic properties.

تتضمن البيانات التمثيلية التي تم جمعها من ناسخ النبض جزء القلس (RF) ومنطقة الفتحة الفعالة (EOA) ومتوسط فرق الضغط الإيجابي (PPD). يتم استخدام RF و EOA، على وجه الخصوص، في معايير ISO للصمامات الاصطناعية (ISO 5840) وسيكون من المهم جمعها إذا كانت منتجات الصمامات الاصطناعية قيد التحقيق. يقدم PPD معلومات تتعلق ?...

Watch this Scientific Journal Video about Advancing Cardiac Procedure Testing Prior to Embarking on Large Animal Studies at JoVE.com

نقدم طريقة لتركيب صمام أبهري خنزيري على ناسخ نبضي لاختبار خصائصه الهيدروديناميكية. يمكن استخدام هذه الطريقة لتحديد التغير في الديناميكا المائية بعد تطبيق إجراء تجريبي أو جهاز طبي جديد قبل استخدامه في نموذج حيواني كبير.

The options for testing new cardiac procedures and investigative medical devices prior to use in an animal model are limited. In this study, we present a ...

توجد خيارات محدودة لاختبار إجراءات القلب الجديدة والأجهزة الطبية الاستقصائية قبل استخدامها في نموذج حيواني كبير. يوفر بروتوكولنا الفرصة لضبط هذه الإجراءات والأجهزة في سياق ذي صلة بيولوجيا وتشريحية قبل الشروع في دراسات حيوانية كبيرة. تتطلب التقنيات الأخرى لتركيب الصمام الأبهري على الناسخ النبضي إدخال أو تثبيت بنية صلبة في حلقة الصمام الأبهري ، وبالتالي تشويه الخصائص الهيدروديناميكية للصمام.يقدم بروتوكولنا طريقة مبتكرة لقنية LVOT بحيث تكون جميع الخصائص الهيدروديناميكية المقاسة صالحة. تم تصميم هذه الطريقة لتقييم صلاحية مواد استبدال الوريقات لاستخدامها كرقعة لإصلاح الصمام أو طرف اصطناعي. إنها أداة محورية لأبحاثنا المستقبلية التي نعمل فيها على تطوير مواد بوليمرية محاكاة حيوية لاستخدامها كبدائل دائمة للصمامات مع الأنسجة الأصلية ، مثل الخصائص الميكانيكية والهيدروديناميكية.

an-ex-vivo-porcine-model-for-hydrodynamic-testing-experimental-aortic

Research

JoVE Journal

Bioengineering

An Ex Vivo Porcine Model for Hydrodynamic Testing of Experimental Aortic Valve Procedures and Novel Medical Devices

683 Views.  Columbia University Medical Center. توجد خيارات محدودة لاختبار إجراءات القلب الجديدة والأجهزة الطبية الاستقصائية قبل استخدامها في نموذج حيواني كبير. يوفر بروتوكولنا الفرصة لضبط هذه الإجراءات والأجهزة في سياق ذي صلة بيولوجيا وتشريحية قبل الشروع في دراسات حيوانية كبيرة. تتطلب التقنيات الأخرى لتركيب الصمام ?...

Video: تسليط الضوء على المؤلف: تطوير اختبار إجراءات القلب قبل الشروع في الدراسات الحيوانية الكبيرة 

The options for testing new cardiac procedures and investigative medical devices prior to use in an animal model are limited. In this study, we present a method for mounting a porcine aortic valve in a pulse duplicator to evaluate its hydrodynamic properties. These properties can then be evaluated before and after the procedure under investigation is performed and/or the investigative medical device is applied. Securing the inflow segment presents some difficulty owing to the lack of circumferential myocardium in the left ventricular outflow tract. This method addresses that issue by securing the inflow segment using the anterior leaflet of the mitral valve and then suturing the left ventricular free wall around the inflow fixture. The outflow segment is secured simply by inserting the fixture into an incision in the superior aspect of the aortic arch. We found that specimens had significantly different hydrodynamic properties before and after tissue fixation. This finding induced us to use fresh specimens in our testing and should be considered when using this method. In our work, we used this method to test novel intracardiac patch materials for use in the valvular position by performing an aortic valve neocuspidization procedure (Ozaki procedure) on the mounted porcine aortic valves. These valves were tested before and after the procedure to assess the change in hydrodynamic properties in comparison to the native valve. Herein, we report a platform for hydrodynamic testing of experimental aortic valve procedures that enables comparison with the native valve and between different devices and techniques used for the procedure under investigation.

We present a method for mounting a porcine aortic valve on a pulse duplicator to test its hydrodynamic properties. This method can be used to determine the change in hydrodynamics after the application of an experimental procedure or novel medical device prior to use in a large animal model.

Preparation of Left Ventricular Outflow Tract (LVOT) from Porcine Heart for Cannulation 

To begin, collect a fresh porcine cardiac specimen after cardiectomy. Dissect the pulmonary artery off the aorta with Metzenbaum scissors until ventricular tissue is visible. Then, dissect the right and the left coronary arteries, and ligate them using silk ties at their origin from the aortic sinuses without narrowing the sinuses.Transect the coronary arteries distal to the silk ties. Using Metzenbaum scissors, incise the right ventricle between the aorta and the pulmonary artery at the base of the pulmonary valve. Beginning anteriorly, continue the incision circumferentially along the intraventricular septum to remove the right ventricle free wall.Continue the incision posteriorly through the tricuspid valve annulus along the interatrial septum to remove all right atrial tissue. Next, using Metzenbaum scissors, incise the left atrium through the right pulmonary vein ostium parallel to the aorta. Continue this incision towards the anterolateral commissure of the mitral valve.Trim excess left atrium tissue while maintaining the three millimeter cuff of atrial tissue on the aorta and the mitral valve annulus circumferentially. Now, extend the incision onto the left ventricle through the anterolateral commissure of the mitral valve without damaging the anterolateral papillary muscle. Divide the chordae tendineae from the anterolateral papillary muscle to the posterior mitral valve leaflet, preserving attachments to the anterior mitral valve leaflet.Extend the incision to the apex of the heart. Trim excess left ventricle tissue below the papillary muscles, preserving both papillary muscles.

تحضير مجرى تدفق البطين الأيسر (LVOT) من قلب الخنزير للقنية 

Mounting a Porcine Aortic Valve on a Pulse Duplicator for Testing Hydrodynamic Properties

After preparing the left ventricular outflow tract, or LVOT, trim any excess lymphatic, connective, or pulmonary artery tissue off the aorta. Using Metzenbaum scissors, incise the superior aspect of the aortic arch from the descending aorta to the left subclavian artery. Continue the incision on the superior aspect of the aortic arch from the left subclavian artery to the brachiocephalic trunk.To cannulate the LVOT, insert the fixture into the LVOT under the anterior leaflet of the mitral valve. Wrap the left ventricle free wall around the fixture and trim excess tissue to maintain a tight wrap around the fixture. Next, remove half the thickness of the left ventricle free wall, starting at the interventricular septum.Trim one centimeter of the tissue off the superior corner of the left ventricle free wall wrap. Place the fixture in the LVOT, so the supporting rod attachment hole is one centimeter behind the left ventricle incision. Using one or two six-inch zip ties, fasten the anterior leaflet of the mitral valve to the fixture positioned between the chordae tendineae of the leaflet.Next, using a taper point needle, suture the cuff of the left atrium tissue on the aorta to the mitral valve annulus. Continue the running stitch onto the left ventricle without tearing the tissue. Using Hegar Dilators, measure the diameter of the aortic valve.Then lift the specimen by grasping the aorta to identify the neutral position of the aorta. Insert the pulse duplicator or PD fixture into the aorta, ensuring the rod attachment holes are aligned with the neutral position of the aorta. Verify the specimen's length by inserting the support rods into the attachment holes.Using one or two six-inch zip ties, secure the PD fixture to the aorta. Then using screws provided with the PD set. Secure the support rods in place.Subsequently, secure the LVOT around the PD fixture using one or two eight-inch zip ties. Place the specimen in the PD and start the hydrodynamic testing. The values for hydrodynamic testing of the native aortic valve were within the normal range with a mean regurgitation fraction of 5.74%Hydrodynamic testing values showed no significant differences between formalin and glutaraldehyde fixed samples.After the Ozaki procedure, the values obtained with the control patch material suggested consistent valve replacement outcomes.