我们的目标是开发一种实用且可访问的台式方案,以识别心室辅助装置中潜在的血栓形成热点,弥合早期原型设计和动物试验之间的关键差距。动物试验一直是评估心室辅助装置血栓形成的主要方法。虽然计算流体动力学已成为设计验证的宝贵工具,但它还不能取代体外和体内验证。
凝血存在的复杂性和众多混杂因素,使得很难区分实际的装置血栓形成性和实验伪影。评估 VAD 中血栓形成的体外方法仍未得到充分利用,迄今为止尚无标准化方法。通过提供全面的实验方案和视频指南,我们希望促进台式方法的更广泛采用。
这种方法解决了医疗器械开发中的技术和道德挑战,减少了对动物试验的依赖,同时提高了在开发过程早期检测血栓形成风险的能力。首先,用 150 毫升血液填充测试定量环。消除回路中滞留的所有空气。
如果使用轴流血泵,请将其旋转到垂直位置,以通过浮力释放空气。如果使用离心泵,请将其倒置并旋转,以确保没有空气滞留在二次流路中。轻轻敲击管路和储液槽表面,挤压任何气泡以使其脱落。
仔细检查管道的水平部分以及管道和连接器之间的连接处,以确保不存在气泡。挤压静脉袋,使液面靠近狭窄的顶部。然后用止血钳夹住液袋,以消除流体-空气界面,并关闭排气阀。
接下来,关闭压力管路末端的旋塞阀。拆下压力计管并连接一个 3 毫升注射器。打开旋塞阀,将 1 到 2 毫升液体吸入延长线,大约 4 厘米。
关闭旋塞阀,拆下注射器,然后重新连接压力计管路。打开旋塞阀以启用压力读数。最后,使用注射器灌注采样口。
接下来,将无绒湿巾切成或撕成三个相等的碎片。扭转一个碎片的角形成一个尖端,然后将其插入注射口以吸收残留的血液。扭曲第二个片段。
用生理盐水润湿,然后将湿尖端插入端口以去除所有残留的血液。使用第三个片段吸收端口中残留的盐水。现在以低速启动心室辅助装置 (VAD) 并作约 5 秒钟,以去除泵内滞留的气泡。
停止泵。如果袋子中出现任何气泡,请重复脱气。以低速重新启动泵,使血液在回路中循环。
将 1 毫升肝素钠、2 毫升准备好的氯化钙溶液和 1.5 毫升 EDTA 转移到单独的试管中。要将肝素添加到定量环中的血液中,将 75 单位的肝素吸入微量移液器中,然后通过同时分配移液器和抽出注射器柱塞将其分配到 3 毫升注射器注射器中,而不会溢出。使用三通旋塞阀的横向端口,通过注射器将物质注入定量环。
旋转旋塞阀上的外螺纹诱饵锁,使注射口朝上,以捕获顶部的气泡。现在通过诱饵锁将注射器连接到注射口,端口朝上,注射器垂直向下。拉动注射器柱塞使其充满血液,并将肝素与血液混合,同时将任何空气吸入注射器中。
让气泡上升到注射器的顶部。然后将混合物注入定量环中,确保没有空气进入。将血液从注射器中穿入和穿出 4 到 5 次,以确保肝素化血液不会局限于端口中的空间。
要调整定量环中血液的活化凝血时间 (ACT),首先将 750 微升一摩尔氯化钙溶液添加到定量环中的 150 毫升血液中。为防止血液凝固,请在去除残留空气后迅速注入液体。或者,用 1 毫升 tris 缓冲盐水稀释注射器中的氯化钙,以减少早凝。
让注射的氯化钙循环至少两分钟后,将 1 毫升注射器连接到采样端口。抽取并丢弃 0.5 毫升废血,以清除端口中的停滞血液。接下来,将一个新的 1 毫升注射器连接到采样端口并抽取 0.5 毫升血液进行分析。
使用即时全血凝固系统测量活化凝血时间。如前所述,使用无绒湿巾清洁采样口。参考滴定值以告知目标氯化钙浓度。
逐渐增加钙浓度以达到 300 秒的活化凝血时间。一旦在循环中达到 300 秒的 ACT,就开始体外血栓试验。通过修改转子速度并使用 Hoffman 夹具调节阻力,将泵调整到所需的流速和压力。
如前所述,从定量环中抽取血样并将一滴血滴入 ACT 仪器,每 15 分钟测量一次 ACT。如果 ACT 降至 200 秒以下,则向回路中额外注射 25 单位的肝素钠。1 小时后,将 1.5 毫升 0.5 摩尔 EDTA 注射到环中以抑制进一步凝血。
让 EDTA 循环并混合 2 分钟,然后停止泵。使用止血钳夹住连接到泵入口和出口的管道,将夹子放置在距离入口和出口倒钩 3 到 4 厘米的位置。小心地断开管道以释放泵。
然后将泵中的血液和流路环排入容器中。最后,通过泵入口和出口吸取生理盐水以清洗任何残留的血液。在泵原型中,沿着叶片的根部始终观察到血小板沉积。
对钛部件进行电解抛光消除了这些区域的血栓形成。该原型在前后外壳组件连接处也有不完美的缩合,导致血液渗入并凝结的裂缝。研磨和抛光改善了组件的拟合并减少血栓形成。
程序错误和循环的不完整取消可能会引入伪影。在这种情况下,氯化钙注射过程中的实验错误触发了局部凝血,产生的血栓进入离心磁悬浮泵,堵塞了流路。在表面上观察到的球形松散粘附的凝块通常是凝块内包裹的气泡的结果。
在回路中循环的异物和碎屑也被封装在血栓中并粘附在泵表面。管道连接器连接处的环状血栓表明测试期间的最佳 ACT 范围。