Un modelo porcino ex vivo para pruebas hidrodinámicas de procedimientos experimentales de válvulas aórticas y nuevos dispositivos médicos

Resumen

Presentamos un método para montar una válvula aórtica porcina en un duplicador de pulsos para probar sus propiedades hidrodinámicas. Este método se puede utilizar para determinar el cambio en la hidrodinámica después de la aplicación de un procedimiento experimental o un nuevo dispositivo médico antes de su uso en un modelo animal grande.

Resumen

Las opciones para probar nuevos procedimientos cardíacos y dispositivos médicos de investigación antes de su uso en un modelo animal son limitadas. En este estudio, presentamos un método para montar una válvula aórtica porcina en un duplicador de pulsos para evaluar sus propiedades hidrodinámicas. Estas propiedades pueden evaluarse antes y después de que se realice el procedimiento que se está investigando y/o se aplique el dispositivo médico en investigación. La fijación del segmento de entrada presenta cierta dificultad debido a la falta de miocardio circunferencial en el tracto de salida del ventrículo izquierdo. Este método aborda ese problema asegurando el segmento de entrada con la valva anterior de la válvula mitral y luego suturando la pared libre del ventrículo izquierdo alrededor del accesorio de entrada. El segmento de salida se asegura simplemente insertando el accesorio en una incisión en la cara superior del arco aórtico. Encontramos que los especímenes tenían propiedades hidrodinámicas significativamente diferentes antes y después de la fijación del tejido. Este hallazgo nos indujo a utilizar especímenes frescos en nuestras pruebas y debe tenerse en cuenta al utilizar este método. En nuestro trabajo, utilizamos este método para probar nuevos materiales de parche intracardíaco para su uso en la posición valvular mediante la realización de un procedimiento de neocúspidación de la válvula aórtica (procedimiento de Ozaki) en las válvulas aórticas porcinas montadas. Estas válvulas se probaron antes y después del procedimiento para evaluar el cambio en las propiedades hidrodinámicas en comparación con la válvula nativa. En este trabajo se presenta una plataforma para la realización de ensayos hidrodinámicos de procedimientos experimentales de válvula aórtica que permite la comparación con la válvula nativa y entre los diferentes dispositivos y técnicas utilizados para el procedimiento en investigación.

Introducción

La valvulopatía aórtica representa una importante carga para la salud pública, en particular la estenosis aórtica, que afecta a 9 millones de personas en todo el mundo¹. Las estrategias para abordar esta enfermedad están evolucionando actualmente e incluyen la reparación de la válvula aórtica y el reemplazo de la válvula aórtica. Especialmente en la población pediátrica, existe un incentivo significativo para reparar en lugar de reemplazar la válvula, ya que las prótesis disponibles actualmente son propensas a la degeneración estructural de la válvula (SVD) y no son tolerantes al crecimiento, lo que requiere una reoperación para su rereemplazo ....

Protocolo

Toda la investigación se realizó cumpliendo con los lineamientos institucionales para el cuidado de los animales.

1. Consideraciones y preparativos para el experimento

1. Utilice un duplicador de pulsos (DP) adecuado para la simulación del gasto cardíaco a través del AV. La DP deberá ser capaz de acomodar materiales biológicos y poder limpiarse.
   1. Utilice los ajustes de DP apropiados para evaluar el AV: volumen de desplazamiento de 70 ml y 70 latidos por minuto (gasto cardíaco de 5 l/min), 35% del ciclo cardíaco en sístole, gradiente de presión transvalvular media de 100 mmHg, gradiente de presión máxima de 120 ....

Discusión

El método presentado aquí proporciona una plataforma para las pruebas hidrodinámicas del AV con el fin de examinar el efecto de un procedimiento experimental o un nuevo dispositivo médico. Mediante el montaje de la válvula aórtica nativa en una máquina duplicadora de pulsos, podemos determinar el efecto del procedimiento experimental sobre todos los parámetros hidrodinámicos utilizados en la investigación y aprobación de nuevas prótesis valvulares (ISO 5840). Esto brinda la oportunidad de afinar los procedimi.......

Materiales

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