Модель свиньи ex vivo для гидродинамического тестирования экспериментальных процедур аортального клапана и новых медицинских устройств

Резюме

Представлен способ монтажа аортального клапана свиньи на дубликаторе импульсов для проверки его гидродинамических свойств. Этот метод может быть использован для определения изменения гидродинамики после применения экспериментальной процедуры или нового медицинского устройства перед использованием на модели крупного животного.

Аннотация

Возможности тестирования новых кардиологических процедур и исследовательских медицинских устройств перед использованием на животной модели ограничены. В данной работе представлен способ монтажа аортального клапана свиньи в дубликаторе импульсов для оценки его гидродинамических свойств. Эти свойства могут быть оценены до и после проведения исследуемой процедуры и/или применения медицинского прибора для исследования. Фиксация входящего сегмента представляет некоторые трудности из-за отсутствия окружного миокарда в выходном тракте левого желудочка. Этот метод решает эту проблему путем закрепления сегмента притока с помощью передней створки митрального клапана, а затем сшивания свободной стенки левого желудочка вокруг приспособления для притока. Сегмент оттока фиксируется путем введения приспособления в разрез в верхней части дуги аорты. Установлено, что образцы имеют достоверно разные гидродинамические свойства до и после фиксации тканей. Это открытие побудило нас использовать свежие образцы в наших испытаниях, и его следует учитывать при использовании этого метода. В нашей работе мы использовали этот метод для тестирования новых внутрисердечных пластырей для использования в клапанном положении путем выполнения процедуры неокуспидизации аортального клапана (процедура Одзаки) на смонтированных аортальных клапанах свиньи. Эти клапаны были протестированы до и после процедуры для оценки изменения гидродинамических свойств по сравнению с нативным клапаном. В данной работе мы представляем платформу для гидродинамического тестирования экспериментальных процедур на аортальном клапане, которая позволяет сравнивать их с нативным клапаном, а также между различными устройствами и методами, используемыми для исследуемой процедуры.

Введение

Заболевание аортального клапана представляет собой серьезное бремя для общественного здравоохранения, особенно аортальный стеноз, от которого страдают 9 миллионов^{человек во всем} мире1. Стратегии борьбы с этим заболеванием в настоящее время развиваются и включают восстановление аортального клапана и замену аортального клапана. Особенно в педиатрической популяции существует значительный стимул к ремонту, а не замене клапана, поскольку доступные в настоящее время протезы склонны к структурной дегенерации клапана (SVD) и не устойчивы к росту, требуя повторной операции для повторной замены по мере роста пациента. Даже процедура Росса, при которой бо....

протокол

Все исследования проводились в соответствии с институциональными рекомендациями по уходу за животными.

1. Соображения и подготовка к эксперименту

1. Используйте подходящий дубликатор импульсов (PD) для моделирования сердечного выброса через AV. ДР должны быть в состоянии вместить биологические материалы и быть очищенными.
   1. Используйте настройки PD, подходящие для тестирования AV: объем смещения 70 мл и 70 ударов в минуту (сердечный выброс 5 л/мин), 35% сердечного цикла в систоле, средний градиент трансклапанного давления 100 мм рт.ст., максимальный градиент давления 120 и минимальный градиент давления 80.
   ....

Результаты

Репрезентативные данные, собранные с помощью дубликатора импульсов, включают фракцию регургитации (RF), эффективную площадь отверстия (EOA) и среднюю положительную разность давлений (PPD). RF и EOA, в частности, используются в стандартах ISO для протезов клапанов (ISO 5840) и будут важны для сбора, ес.......

Обсуждение

Представленный здесь метод обеспечивает платформу для гидродинамических испытаний AV с целью изучения эффекта экспериментальной процедуры или нового медицинского устройства. Установив родной аортальный клапан на дубликатор импульсов, мы можем определить влияние экспериментальной ?.......

Материалы

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