מודל חזירי Ex Vivo לבדיקות הידרודינמיות של פרוצדורות ניסיוניות של מסתם אבי העורקים ומכשירים רפואיים חדשניים

Summary

אנו מציגים שיטה להרכבת שסתום אבי העורקים החזירי על משכפל פולסים כדי לבדוק את תכונותיו ההידרודינמיות. שיטה זו יכולה לשמש כדי לקבוע את השינוי בהידרודינמיקה לאחר יישום של הליך ניסיוני או מכשיר רפואי חדשני לפני השימוש במודל של בעלי חיים גדולים.

Abstract

האפשרויות לבדיקת פרוצדורות לב חדשות ומכשירים רפואיים חקירתיים לפני השימוש במודל של בעלי חיים מוגבלות. במחקר זה אנו מציגים שיטה להרכבת שסתום אבי העורקים החזירי במשכפל פולסים כדי להעריך את תכונותיו ההידרודינמיות. לאחר מכן ניתן להעריך מאפיינים אלה לפני ואחרי ביצוע ההליך הנחקר ו / או הפעלת המכשיר הרפואי החקירתי. אבטחת מקטע הזרימה מציגה קושי מסוים בשל היעדר שריר הלב ההיקפי במערכת זרימת החדר השמאלי. שיטה זו מטפלת בבעיה זו על ידי אבטחת מקטע הזרימה באמצעות העלון הקדמי של המסתם המיטרלי ולאחר מכן תפירת דופן החדר השמאלי החופשי סביב מתקן הזרימה. מקטע היציאה מאובטח פשוט על ידי הכנסת המקבע לחתך באספקט העליון של קשת אבי העורקים. מצאנו שלדגימות היו תכונות הידרודינמיות שונות באופן משמעותי לפני ואחרי קיבוע רקמות. ממצא זה גרם לנו להשתמש בדגימות טריות בבדיקות שלנו ויש לשקול זאת בעת השימוש בשיטה זו. בעבודתנו, השתמשנו בשיטה זו כדי לבדוק חומרי תיקון תוך לבביים חדשניים לשימוש במצב המסתם על ידי ביצוע הליך neocuspidization מסתם אבי העורקים (הליך אוזאקי) על מסתמי אבי העורקים החזיריים הרכובים. שסתומים אלה נבדקו לפני ואחרי ההליך כדי להעריך את השינוי בתכונות הידרודינמיות בהשוואה לשסתום הטבעי. כאן אנו מדווחים על פלטפורמה לבדיקה הידרודינמית של פרוצדורות ניסיוניות של מסתם אבי העורקים המאפשרת השוואה עם המסתם המקורי ובין מכשירים וטכניקות שונות המשמשים להליך הנחקר.

Introduction

מחלת מסתם אבי העורקים מהווה נטל משמעותי על בריאות הציבור, במיוחד היצרות אבי העורקים, המשפיעה על 9 מיליון אנשים ברחבי העולם¹. אסטרטגיות לטיפול במחלה זו מתפתחות כיום וכוללות תיקון מסתם אבי העורקים והחלפת מסתם אבי העורקים. באוכלוסיית הילדים במיוחד, קיים תמריץ משמעותי לתקן ולא להחליף את המסתם מכיוון שהתותבות הקיימות כיום מועדות לניוון מסתם מבני (SVD) ואינן סובלניות לצמיחה, מה שמצריך ניתוח חוזר להחלפה חוזרת ככל שהמטופל גדל. אפילו הליך רוס, המחליף את המסתם האאורטלי החולה (AV) במסתם הריאתי המקורי (PV), דורש תותבת או שתל במצב הריאתי שגם הוא כפוף ל- SVD ולעתים קרובות סובלנות גדילה מוגבלת². גישות חדשות למחלת מסתם אבי העורקים מפותח....

Protocol

כל המחקר בוצע בהתאם להנחיות המוסדיות לטיפול בבעלי חיים.

1. שיקולים והכנות לניסוי

1. השתמש במשכפל דופק מתאים (PD) לסימולציה של תפוקת הלב באמצעות AV. מחלת הפרקינסון תצטרך להיות מסוגלת להכיל חומרים ביולוגיים ולהיות מסוגלת לניקוי.
   1. השתמש בהגדרות PD המתאימות לבדיקת AV: נפח תזוזה של 70 מ"ל ו- 70 פעימות לדקה (פלט לב של 5 ליטר לדקה), 35% ממחזור הלב בסיסטולה, שיפוע לחץ טרנסוולרי ממוצע של 100 מ"מ כספית, שיפוע לחץ מרבי של 120 ושיפוע לחץ מינימלי של 80.
   2. יש להשתמש במי מלח רגילים בטמפרטורת החדר (0.9% NaCl) כמדיום נוזלי.
2. אתר או צור (באמצעות הדפסה תלת מימדית או שיטה דומה) גופי תאורה מתאימים להרכ....

תוצאות

הנתונים המייצגים שנאספו משכפל הדופק כוללים מקטע רגורגיטציה (RF), אזור פתח יעיל (EOA) והפרש לחץ חיובי ממוצע (PPD). ה- RF וה- EOA, בפרט, משמשים בתקני ISO עבור שסתומים תותבים (ISO 5840) ויהיה חשוב לאסוף אם מוצרי שסתומים תותבים נמצאים תחת חקירה. PPD מציע מידע לגבי כמה לחץ נדרש כדי לפתוח את השסתום והוא מוזכר בדרך כ.......

Discussion

השיטה המוצגת כאן מספקת פלטפורמה לבדיקה הידרודינמית של ה-AV לצורך בחינת ההשפעה של הליך ניסיוני או מכשיר רפואי חדשני. על ידי הרכבת שסתום אבי העורקים המקורי על מכונת משכפל דופק, אנו מסוגלים לקבוע את השפעת ההליך הניסיוני על כל הפרמטרים ההידרודינמיים המשמשים לחקירה ואישור של תותבות שסתום חדשות.......

Materials

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