Name: reduction in left ventricular wall stress and improvement in function in failing hearts using algisyl-lvr
Uploaded: 2013-04-08T13:00:00
Duration: 7 min 24 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR at JoVE.com

מחקר זה נתמך על ידי לאומי ללב, ריאות ודם מכון מענקי R01-HL-77,921 ו-86,400 (לג&#39; Guccione).

1. הליך שתל Algisyl-LVR (עיין בוידאו) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Algisyl-LVR (Lonestar לב, Inc גוונה הילס, קליפורניה) הוא הידרוג&#39;ל סידן אלגינט-מורכב משני מרכיבים. הרכיב +-Na אלגינט הוא תמיסה מימית סטרילי עם מניטול 4.6% ורכיב 2 +-אלגינט Ca מורכב מחלקיקים מסיסים במים תלויים בפתרון מניטול 4.6% סטרילית (0:27). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתן לבצע את ההליך עבור מיקום שתל או באמצעות sternotomy סטנדרטי או פתיחת בית החזה קדמית מוגבלת קטנה בלב הפועם. מעקף cardiopulmonary אין צורך להליך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממש לפני השימוש, לערבב את הרכיב + אלגינט Na והרכיב + אלגינט Ca על ידי שילוב של שני המרכיבים הללו לתוך מזרק אחד לזריקות intramyocardial (0:33). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי 2 דקות, שני הסוגים השונים אלגינט יהיו לחצות קישור וליצור ג&#39;ל כי הוא מוכן לשתל ומיקום בשריר הלב באמצעות injection. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זהה את הקיר ללא LV ברמה באמצע החדר, באמצע הדרך בין הקודקוד ובסיס LV (0:44) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל מגרוב Antero-המחיצה ברמה באמצע חדרית-, הכנס את המחט בזווית של כ 45 מעלות ולהזריק 0.3cc של Algisyl-LVR לאט (0.1 מ&quot;ל לשנייה) בתנועה רציפה אחת (1:15). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על ההזרקה (שלב 6) בשעה 10 עד 19 אתרים בשורה אחת (circumferentially) לאורך הרמה באמצע החדר, החל מגרוב Antero-המחיצה ומסתיים בגרוב postero-המחיצה. מספר השתלים מוכתב על ידי הגודל של החדר, המרווח בין השתלים מזה כ 1 ס&quot;מ. </li></ol> 2. כימות של מתח חדר שמאלי באמצעות מודלים מתמטיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני השימוש במודלים מתמטיים כדי לכמת קיר לחץ LV, יש כבר השיג את הציר הקצר ותצוגת ציר זמן של תמונות בתהודה המגנטיות (MRI) המכילות LV של המטופל. Acquisition של תמונות אלה יכולים להתבצע באמצעות תקן ה-MRI פרוטוקול (למשל Zhang et al. 20). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספרת משטח endocardial ומשטח epicardial של LV מתמונות MR המכילות את התצוגה (SA) קצרת הציר של LV. ניתן לעשות זאת באמצעות אובייקט פילוח קונטור (CSO) הספרייה שנמצא בתוכנה באופן חופשי MevisLab-זמין. <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במעבדה שלנו, יש לנו יצרו תכנית מבוססת על מודולים שנמצאו בספרייה של CSO MevisLab כך שאף אחד פשוט &quot;קווי המתאר&quot; גבול endocardial וepicardial מצא בתצוגת SA של תמונות המכילות MR LV. נקודות epicardium וendocardium בחלל (3D) תלת ממדים אמיתיים אז הם נוצרים באופן אוטומטי מקווי המתאר האלה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייבא את הנקודות 3D מ שלב 2 לתוכנה מסחרית, Rapidform (INUS טכנולוגיה, Inc, סאניווייל, קליפורניה), כדי ליצור משטחים של epicardium LV וendocardium בגרפיקת המרת הראשונית(IGES) פורמט מפרט. המדרגות המשמשות ליצירת משטחי IGES אלה בRapidform הן: <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס / יבוא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יצירת רשת מצולע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פלט IGES משטחים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייבא את משטחי IGES לתוכנות מסחריות TrueGrid ליצור רשת FE של LV. <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למלא את החלל בין משטח endocardial וepicardial עם אלמנט לבני trilinear שמונה צמתים. באופן כללי, רשת המכילה כ -3,000 אלמנטים עם 3 אלמנטים באמצעות עובי הקיר מספיק למודל LV 21. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שזה יושלם, לייצא את הרשת כסיפון קלט עבור פותר LS-DYNA FE (LSTC, ליברמור, קליפורניה). פרטים נוספים של תהליך זה ניתן למצוא בGuccione et al. 23. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקצות את כיווני myofiber באמצעות בבית התוכנה &quot;קרוב יותר&quot; שלנו שמשנה את סיפון הקלט מיוצא מTrueGrid. קרוב יותר מקצה את כיוון myofiber בכל רכיב כvecטור שמקביל למישור המשיק epicardial המקומי. וקטור זה מכוון בזווית נמדדת ביחס לכיוון ההיקפי המקומי. בבני LV, זווית זו מוגדרת להשתנות ליניארי על פני עובי הקיר מ-60 ° בepicardium עד 60 ° בendocardium 23. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כתוב את תנאי השפה ולהקצות את מודל חומר שריר הלב לאלמנטים בסיפון הקלט משלב 5. <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להטיל התקות קטרים ​​בבסיס LV עם מילת המפתח &quot;SPC&quot; LS-DYNA ב. צמתים בטבעת epicardial-הבסיס קבועים ושאר צמתים בבסיס LV מוגבלים לנוע רק במישור הבסיס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקצאת חוק מכונן או יחסי מתח מתח שתוארו קודם לכן (ראה &quot;מבוא&quot;) לכל האלמנטים בשימוש במילת המפתח &quot;מאט&quot; עם זהות חומר 128 LS-DYNA ב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את משטחי היסודות המרכיבים את endocardium ולהטיל תנאי גבול לחץ עם מילת המפתח &quot;LOAD_מגזרים &quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיר עקומת עומס לחץ בזמן שימוש במילה המפתח &quot;DEFINE_CURVE&quot;. <ol class="lroman" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לדמות סוף ירוויח, לקבוע לחץ שמגביר את מהירות עם זמן ללחץ סוף דיאסטולי שנקבע (EDP) של 20mmHg. הלחץ נשמר קבוע באמ&quot;ר ומספיק זמן אז הוא הרשה לLV להגיע מצב יציב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לדמות סוף התכווצות, לקבוע לחץ שמגביר את מהירות עם זמן מהמדינה עד סוף דיאסטולי לחץ הסיסטולי נקבע סופי (ESP) של 125mmHg מושגת. הלחץ נשמר קבוע בESP ומספיק זמן אז הוא הרשה לLV להגיע מצב יציב. </li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבא את סיפון הקלט השלים לפותר FE LS-DYNA המסחרי כדי לחשב את מתחי קיר חדרים ונפח חלל LV בסוף ירוויחו ובסופו של התכווצות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאים את הפרמטרים המהותיים המשקפים את הנוקשות פסיבי והתכווצות של שריר הלב בלתיtil נפח חלל LV ממוחשבת תואם את נפח ה-MRI-נמדד בסוף ירוויח וסופו של התכווצות. </li></ol>

<ol>
	<li>Yin, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventricular+wall+stress.">Ventricular wall stress.</a> Circ. Res. 49 (4), 829-842 (1981).</li><li>Grossman, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+hypertrophy:+useful+adaptation+or+pathologic+process.">Cardiac hypertrophy: useful adaptation or pathologic process.</a> Am. J. Med. 69 (4), 576-584 (1980).</li><li>Swynghedauw, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+functional+adaptation+of+contractile+proteins+in+cardiac+and+skeletal+muscles.">Development and functional adaptation of contractile proteins in cardiac and skeletal muscles.</a> Physiol. Rev. 66 (3), 710-771 (1986).</li><li>Komuro, I., Kurabayashi, M., Takaku, F., Yazaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+ofcellular+oncogenes+in+the+myocardium+during+the+developmental+stage+and+pressure-overloaded+hypertrophy+of+the+rat+heart.">Expression ofcellular oncogenes in the myocardium during the developmental stage and pressure-overloaded hypertrophy of the rat heart.</a> Circ. Res. 62 (6), 1075-1079 (1988).</li><li>Schunkert, H., Dzau, V. J., Tang, S. S., Hirsch, A. T., Apstein, C. S., Lorell, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+rat+cardiac+angiotensin+converting+enzyme+activity+and+mRNA+expression+in+pressure+overload+left+ventricular+hypertrophy:+effect+on+coronary+resistance,+contractility,+and+relaxation.">Increased rat cardiac angiotensin converting enzyme activity and mRNA expression in pressure overload left ventricular hypertrophy: effect on coronary resistance, contractility, and relaxation.</a> J. Clin. Invest. 86 (6), 913-920 (1990).</li><li>Aikawa, Y., Rohde, L., Plehn, J., Greaves, S. C., Menapace, F., Arnold, M. O., Rouleau, J. L., Pfeffer, M. A., Lee, R. T., Solomon, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+wall+stress+predicts+ventricular+remodeling+after+anteroseptal+myocardial+infarction+in+the+Healing+and+Early+Afterload+Reducing+Trial+(HEART):+an+echocardiography-based+structural+analysis.">Regional wall stress predicts ventricular remodeling after anteroseptal myocardial infarction in the Healing and Early Afterload Reducing Trial (HEART): an echocardiography-based structural analysis.</a> Am. Heart J. 141 (2), 234-242 (2001).</li><li>Hung, C. L., Verman, A., Uno, H., Shin, S. H., Bourgoun, M., Hassanein, A. H., McMurray, J. J., Velazquez, E. J., Kober, L., Pfeffer, M. A., Solomon, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VALIANT+investigators.+Longitudinal+and+Circumferential+Strain+Rate,+Left+Ventricular+Remodeling,+and+Prognosis+After+Myocardial+Infarction.">VALIANT investigators. Longitudinal and Circumferential Strain Rate, Left Ventricular Remodeling, and Prognosis After Myocardial Infarction.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 56 (22), 1812-1822 (2010).</li><li>Mann, D. L., Acker, M. A., Jessup, M., Sabbah, H. N., Starling, R. C., Kubo, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+evaluation+of+the+CorCap+Cardiac+support+device+in+patients+with+dilated+cardiomyopathy.">Clinical evaluation of the CorCap Cardiac support device in patients with dilated cardiomyopathy.</a> Ann. Thorac. Surg. 84 (4), 1226-1235 (2007).</li><li>Grossi, E. A., Patel, N., Woo, J. Y., Goldberg, J. D., Schwartz, C. F., Subramanian, V., Feldman, T., Bourge, R., Baumgartner, N., Genco, C., 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=for+the+RESTOR-MV+Study+Group.+Outcomes+of+the+RESTOR-MV+trial+(randomized+evaluation+of+a+surgical+treatment+for+off-pump+repair+of+the+mitral+valve).">for the RESTOR-MV Study Group. Outcomes of the RESTOR-MV trial (randomized evaluation of a surgical treatment for off-pump repair of the mitral valve).</a> J. Am. Coll. Cardiol. 56 (24), 1984-1993 (2010).</li><li>Athanasuleas, C. L., Stanley, A. W. H., Buckberg, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restoration+of+contractile+function+in+the+enlarged+left+ventricle+by+exclusion+of+remodeled+akinetic+anterior+segment:+surgical+strategy,+myocardial+protection+and+angiographic+results.">Restoration of contractile function in the enlarged left ventricle by exclusion of remodeled akinetic anterior segment: surgical strategy, myocardial protection and angiographic results.</a> J. Card. Surg. 13 (6), 418-428 (1998).</li><li>Jones, R. H., Velazquez, E. J., Michler, R. E., Sopko, G., Oh, J. K., O'Connor, C. M., Hill, J. A., Menicanti, L., Sadowski, Z., Desvigne-Nickens, P., Rouleau, J. L., Lee, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=STICH+Hypothesis+2+Investigators.+Coronary+bypass+surgery+with+or+without+surgical+ventricular+reconstruction.">STICH Hypothesis 2 Investigators. Coronary bypass surgery with or without surgical ventricular reconstruction.</a> N. Engl. J. Med. 360 (17), 1705-1717 (2009).</li><li>Buckberg, G. D., Athanasuleas, C. L., Wechsler, A. S., Beyersdorf, F., Conte, J. V., Strobeck, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+STICH+trial+unravelled.">The STICH trial unravelled.</a> Eur. J. Heart Fail. 12 (10), 1024-1027 (2010).</li><li>Sabbah, H. N., Wang, M., Jiang, A., Ilsar, I., Sabbah, M. S., Helgerson, S., Peterson, R., Tarazona, N., Lee, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circumferential+mid-ventricular+intramyocardial+injections+of+alginate+hydrogel+improve+left+ventricular+function+and+prevent+progressive+remodeling+in+dogs+with+chronic+heart+failure.">Circumferential mid-ventricular intramyocardial injections of alginate hydrogel improve left ventricular function and prevent progressive remodeling in dogs with chronic heart failure.</a> Circulation. 120, S912 .</li><li>Yu, J., Christman, K. L., Chin, E., Sievers, R. E., Saeed, M., Lee, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restoration+of+left+ventricular+geometry+and+improvement+of+left+ventricular+function+in+a+rodent+model+of+chronic+ischemic+cardiomyopathy.">Restoration of left ventricular geometry and improvement of left ventricular function in a rodent model of chronic ischemic cardiomyopathy.</a> J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 137 (1), 180-187 (2009).</li><li>Lee, R. J., Hinson, A., Helgerson, S., Bauerschmitt, R., Sabbah, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer-based+restoration+of+left+ventricular+mechanics.">Polymer-based restoration of left ventricular mechanics.</a> Cell Transplant. 22 (3), 529-533 (2013).</li><li>Huisman, R. M., Elzinga, G., Westerhof, N., Sipkema, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+left+ventricular+wall+stress.">Measurement of left ventricular wall stress.</a> Cardiovasc. Res. 14 (3), 142-153 (1980).</li><li>Zhang, Z., Tendulkar, A., Sun, K., Saloner, D. A., Wallace, A. W., Ge, L., Guccione, J. M., Ratcliffe, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+Young-Laplace+law+and+finite+element+based+calculation+of+ventricular+wall+stress:+implications+for+post+infarct+and+surgical+ventricular+remodeling.">Comparison of the Young-Laplace law and finite element based calculation of ventricular wall stress: implications for post infarct and surgical ventricular remodeling.</a> Ann. Thorac. Surg. 91 (1), 150-156 (2011).</li><li>Guccione, J. M., McCulloch, A. D., Waldman, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passive+material+properties+of+intact+ventricular+myocardium+determined+from+a+cylindrical+model.">Passive material properties of intact ventricular myocardium determined from a cylindrical model.</a> J. Biomech. Eng. 113 (1), 42-55 (1991).</li><li>Guccione, J. M., Waldman, L. K., McCulloch, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+active+contraction+in+cardiac+muscle:+Part+II--Cylindrical+models+of+the+systolic+left+ventricle.">Mechanics of active contraction in cardiac muscle: Part II--Cylindrical models of the systolic left ventricle.</a> J. Biomech. Eng. 115 (1), 82-90 (1993).</li><li>Zhang, P., Guccione, J. M., Nicholas, S. I., Walker, J. C., Crawford, P. C., Shamal, A., Acevedo-Bolton, G., Guttman, M. A., Ozturk, C., McVeigh, E. R., Saloner, D. A., Wallace, A. W., Ratcliffe, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endoventricular+patch+plasty+for+dyskinetic+anteroapical+left+ventricular+aneurysm+increases+systolic+circumferential+shortening+in+sheep.">Endoventricular patch plasty for dyskinetic anteroapical left ventricular aneurysm increases systolic circumferential shortening in sheep.</a> J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 134 (4), 1017-1024 (2007).</li><li>Wenk, J. F., Klepach, D., Lee, L. C., Zhang, Z., Ge, L., Tseng, E. E., Martin, A., Kozerke, S., Gorman, J. H. 3. r. d., Gorman, R. C., Guccione, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+evidence+of+depressed+contractility+in+the+border+zone+of+a+human+myocardial+infarction.">First evidence of depressed contractility in the border zone of a human myocardial infarction.</a> Ann. Thorac. Surg. 93 (4), 1188-1193 (2012).</li><li>Guccione, J. M., Kassab, G. S., Ratcliffe, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Computational cardiovascular mechanics: modeling and applications in heart failure. , (2010).</li><li>Streeter, D. D., Spotnitz, H. M., Patel, D. P., Ross, J., Sonnenblick, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber+Orientation+in+the+Canine+Left+Ventricle+during+Diastole+and+Systole.">Fiber Orientation in the Canine Left Ventricle during Diastole and Systole.</a> Circ. Res. 24 (3), 339-347 (1969).</li></ol>

מר הינסון הנו עובד של Lonestar לב, Inc

טיפול הזרקת Algisyl-LVR הזרקה של חומר לתוך LV החופשי מהקיר לקיר חדרים להפחית את הלחץ היא טיפול חדשני מיועד לחולים עם קרדיומיופתיה מורחבת. טיפול זה הוכיח הבטחה גדולה במחקרים פרה קליניים הן 15. מחקר אקראי ומבוקר על מנת להעריך את הטיפול הזה כשיטת הגדלת LV עבור חולים עם אי ספיקת לב חמורה (להגדיל-HF) בדרך מאז פברואר 2012. חזרות מרובות של המוצר מפותחות שהיעד של מגזרים שונים וצרכי ​​הרופא קליניים. בגרסת המוצר עבור מנתחי לב וחזה כירורגית, אלגינט מועבר במערכת מחט אישית מיועדת למנתחים לבצע את הזריקות דרך חתך ניתוחי קטן בחזה (פתיחת בית החזה מינימאלי) ומזרק סטנדרטי. הליך השתל מבוצע על לב פועם. את התכונות הפיסיקליות של אלגינט hydרוגל על ​​הזרקה לתוך שריר הלב דומה לזה של שריר הלב הדיאסטולי, והפך לשתל קבוע. משך הזמן של ההליך האופרטיבי הכולל צפוי להיות פחות מ 60 דקות ברוב המקרים, הגבלת חשיפה של המטופל להרדמת זמן מינימאלי. גרסת מוצר שנייה עשויה להציע לחולים עם אי ספיקת לב הליך שיכול להיות מבוצע על ידי קרדיולוגים התערבותית ו, בכמה מקרים בודדים, מומחים אחרים במעבדה קרדיולוגיה לא פולשנית או היברידית. זה גם יאפשר תופעות חריפות כדי להיחקר. כימות של לחץ של חדר השמאלי באמצעות מודלים מתמטיים השיטה של שימוש במודלים מתמטיים לשיטת FE היא כיום הדרך היחידה לכמת ב-vivo מתח קיר אזורי דווקא בחדרים. שילוב בין מודל מתמטי עם הדמיה רפואית כגון MRI מאפשר לחשב ב-vivo מתח קיר אזורי במטופל ספציפי ventricles כדי לעזור להבין את המצב התפקודי של החדרים האלה ולכמת את ההשפעות מכאניות של טיפול הזרקה בחולים. למרות שיש לנו מטופלים LV כחומר הומוגנית כאן, שיטה זו יכולה להיות (וכבר) הוארכה לכמת מתח קיר חדרים ב- vivo בחדרי מוח שאינם הומוגניות, ובמיוחד, כאשר אוטם שריר הלב הוא הווה. במקרים כאלה, את הגבולות של האוטם וborderzone הצמוד שלה צריכים להיות מזוהים מMRI באמצעות גדוליניום כחומר ניגוד. גבולות אלה מיובאים לTrueGrid ליצור אלמנטים שנמצאים בתוך גרידא כל אזור מובחן, כלומר, אוטם, borderzone ואזור המרוחק. ניתן להקצות פרמטרים מהותיים המשקפים שינויים פתולוגיים בכל אזור דרך האלמנטים בהתאמה LS-DYNA ב. פרמטרים אלה כבר נמצאו אצל חולים עם אוטם שריר הלב באמצעות in vivo-מתח שריר הלב נמדד מMRI מתויג21. חולים הזקוקים לrevascularization כירורגית לעתים קרובות חווים פרפור פרוזדורים בתקופה שלאחר הניתוח, אשר מזוהה עם נתונים מתויגים MRI באיכות ירודה מאוד. חולים כאלה גם דורשים כמה ימים כדי להחלים מניתוח. לפיכך, אקו 3D ורבב מעקב עשוי להיות שיטת הדמיה מתאימה יותר וטכניקת מדידת מתח שריר הלב מאשר מתויג MRI כדי ללמוד תופעות חריפות של הליכים כירורגיים. לבסוף, השתמשנו בתוכנה המסחרית Rapidform, Truegrid וLS-DYNA בתהליך של יצירת מודלים מתמטיים מטופל ספציפי של החדרים בגלל שמצאנו להם להיות יעיל בדרך כלל בביצוע המטלות שלהם. עם זאת, תוכנות אחרות זמינה, כגון אמה (ליצירת רשת FE) וAbaqus (פותר FE) שעשויה להיות מתאימה גם ליצירת מודלים מתמטיים של החדרים.

הפחתת המתח נפשי קיר חדרים נחשבת לאבן פינה בטיפול באי ספיקת לב 1. בצורתו הפשוטה ביותר שניתן על ידי החוק של Laplace, מתח קיר חדרים עומדים ביחס ישר לקוטרו של החדר ואת הלחץ של החדר, ועומד ביחס הפוך לעובי הקיר של החדר. הוא האמין נרחב כי לחץ מוגבר קיר חדרים הוא אחראי על תהליך שיפוץ השלילי שבו הרחיבו את החדרים הופכים בהדרגה, סופו של דבר מוביל לאי ספיקת לב 2. מחקרים קליניים בבעלי החיים הראו כי לחץ מוגבר קיר גורם לשינויים בחלבונים, סינתזת אלמנט התכווצות ועל ביטוי גנים התומכים בתהליך שיפוץ 3,4,5. הגדיל את מתח הקיר גם הוכח להיות מנבא בלתי תלוי לשיפוץ LV 6,7 שלאחר מכן. טיפולים כירורגיים והתקנים חדשים רבים פותחו עם ACמטרת entral של הפחתת מתח קיר חדרים, בניסיון למנוע ולהפוך את ההתקדמות של אי ספיקת לב בחולי 8,9,10. למרות שטיפולים אלה חולקים את אותה המטרה, הם משיגים את זה אחר. לדוגמה, הפחתת ההליך כירורגי חדרית 10 מבקש להפחית את הלחץ על ידי קיר חדרי ניתוח הקטנת הגודל של חדר שמאלי מורחב, אבל התוצאה שלו היא נושא שנוי במחלוקת 11,12. לאחרונה, ההזרקה של חומר ביולוגית, Algisyl-LVR, לתוך החדר השמאלי לטיפול בקרדיומיופתיה מורחבת צברה תשומת לב רבה בקהילה הרפואית. טיפול זה הוכח כיעיל במניעה או אפילו להפוך את ההתקדמות של אי ספיקת לב במחקרים בבעלי החיים 13,14, ולאחרונה, בניסוי קליני 15 בני אדם. בניגוד למכשירים אחרים, טיפול זה מבקש להפחית את לחץ קיר חדרים על ידי הזרקת חומר לתוךקיר החדר השמאלי כדי לעבות אותו. ידע מפורט של מתח קיר חדרים, במיוחד בבני אדם, לעומת זאת, נותר חמקמק. חוסר הידע הזה הוא בעיקר בגלל כוחות או מתחים לא ניתן למדוד באופן ישיר בחדרי הלב שלמים 16. למרות סגור טופס משוואות אנליטיות כגון חוק לפלס יכולות להעריך מתח קיר חדר שמאלי, הם פותחו על בסיס הנחות מגבילות הכוללות ציר סימטריה של LV, איזוטרופיות חומר והומוגניות בתוך LV. בשל גורמים אלה, את התחזית של מתח קיר חדרים בLV בפועל באמצעות החוק לפלס אינן מדויקת 17. כדי להסיר מגבלות אלו ולהשיג תחזית מדויקת יותר של הלחץ, מודלים מתמטי קיר החדרים באמצעות שיטת האלמנט סופית (FE) עם הגיאומטריה חדרית מטופל ספציפית יש להשתמש במקום של החוק הפשוט לפלס 17. שיטת FE היא נוטכניקת merical המשמשת לעתים קרובות כדי לפתור מערכת משוואות דיפרנציאליות חלקיות (PDE) המתארות את הבעיה ערך גבול. שיטה זו שימושית במיוחד כאשר פתרון צורה סגורה הוא קשה או לא ניתן להשיג בצורה אנליטית. בהקשר של מודל מתמטי המשמש לLV לכמת מתח קיר חדרים, הסט של משוואות PDEs הם המנהלים של שיווי משקל מכאני (יתרת המומנטום ליניארי) המתארות את תנועת LV כאשר לחץ או עומס מיושם בשטח endocardial של LV. כאשר נעשה שימוש בשיטת FE, קיר LV מחולק לתחומי משנה או אלמנטים (בדרך כלל משושים עם 8 צמתים פינה) שמשחתים את צורה על פי מערכת יחסים מתח מתח קבוע של שריר הלב בין מחובר. יחסי מתח מתח המתארים את העיוות גדולה של LV במהלך מילוי פסיבי וירוויחו במהלך ההתכווצות פעילה בהתכווצות אומתו בעבר במחקרים בבעלי חיים גדולים. LV הוא מודללהיות כ שלוש פעמים נוקשה בכיוון myofiber מאשר בכיוונים ניצבת לכיוון myofiber במהלך דיאסטולה 18. התכווצות פעילה במהלך התכווצות היא מודל על ידי הגדלת הקשיחות של LV לאורך כיוון myofiber. עלייה זו בנוקשות היא פונקציה של זמן ותלוי במשתנים שנקבעו באופן ניסיוני, כגון ריכוז סידן תוך תאי ואורך sarcomere 19. באמצעות מערכת יחסים מתח מתח שנקבע זה של שריר הלב, שיטת FE מחשב את עמדות הקטרים ​​החדשות המבוססות על עומס (ים) יחול על LV. ברגע שהעמדות החדשות הקטרים ​​מחושבות, את המתח שנוצר (מידה של עיוות) והמתח יכולים להיקבע בכל רכיב כדי לייצר את המתח ולחץ בתוך הפצת LV. כאן, אנו מתארים את הצעדים הנדרשים כדי להשתיל Algisyl-LVR בחולים וליצור LV מטופל הספציפי המקבילמודלים מתמטיים לפני ואחרי הטיפול לכמת את קיר לחץ LV.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>REGENTS</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Na+-Alginate </td>
 <td>LoneStar Heart, Inc</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ca2+-Alginate </td>
 <td>LoneStar Heart, Inc</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>EQUIPMENT</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MevisLab</td>
 <td>Mevis Medical Solution</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>TrueGrid</td>
 <td>XYZ Scientific Application, Inc</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Rapidform</td>
 <td>Inus Technology, Inc</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>LS-Dyna</td>
 <td>Livermore Software Technology Corporation</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

reduction in left ventricular wall stress and improvement in function in failing hearts using algisyl-lvr

הזרקה של Algisyl-LVR, טיפול בפיתוח קליני, מיועדת לטיפול בחולים עם קרדיומיופתיה מורחבת. טיפול זה היה בשימוש לאחרונה בפעם הראשונה בחולים שעברו אי ספיקת לב סימפטומטי. בכל החולים, תפקוד לב של החדר השמאלי (LV) השתפר באופן משמעותי, כפי שבא לידי ביטוי בהפחתה של עוצמת הקול וקיר LV מתח עולה בקנה אחד. כאן אנו מתארים הליך הטיפול החדשני הזה ואת השיטות לכמת את השפעותיו על קיר LV לחץ ותפקוד. Algisyl-LVR הוא ג&#39;ל biopolymer בהיקף של Na +-אלגינט וCa 2 + אלגינט. הליך הטיפול בוצע על ידי ערבוב שני המרכיבים הללו ולאחר מכן משלבים אותם לתוך מזרק אחד לזריקות intramyocardial. תערובת זו הייתה מוזרקת ב10 עד 19 מקומות באמצע הדרך בין הבסיס והקודקוד של קיר LV החופשי בחולים. דימות תהודה מגנטית (MRI), יחדעם מודלים מתמטיים, היה בשימוש כדי לכמת את ההשפעות של טיפול זה בחולים לפני טיפול ובנקודות זמן שונים במהלך התאוששות. משטחי epicardial וendocardial היו דיגיטציה ראשונה מתמונות MR לשחזר את הגיאומטריה LV בסוף התכווצות ובסופו של דבר, תרוויח. כרכי חלל חדר שמאל ואז נמדדו ממשטחים המשוחזרים אלה. ממשטחי MRI-משוחזרים אלה מודלים מתמטיים של LV נוצרו כדי לחשב את הלחץ myofiber אזורי. כל דגם LV נבנה כך ש1) זה deforms פי יחסי מתח מתח תוקף עבר של שריר הלב, ו2) נפח חלל LV מהמודלים האלה חזו תואם את נפח ה-MRI-מדודה המקבילה בסוף ירוויח וסוף התכווצות . מילוי הדיאסטולי היה מדומה על ידי טעינת משטח endocardial LV עם לחץ סוף דיאסטולי שנקבע. התכווצות הסיסטולי הייתה מדומה במקביל על ידי טעינת הסוףמשטח ocardial עם לחץ הסיסטולי נקבע סופי והוספת התכווצות פעילה בכיוון myofiber. מתח myofiber אזורי בסוף ירוויח וסוף התכווצות היה מחושב מLV מעוותים המבוסס על מערכת היחסים של מתח מתח.

הזרקה של Algisyl-LVR לLV ללא הקיר מתעבה אותו ומקטינה את הגודל ברציפות של LV לאורך זמן. העיבוי של קיר LV והירידה בגודל של LV בא לידי ביטוי בבדיקת MRI של LV במטופל בסופו של התכווצות, ולפני 6 חודשים לאחר קבלת Algisyl-LVR (איור 1). איור 2 מראה את התוצאה של כל שלב המעורב בכימות של מתח קיר החדר השמאלי. באיור 2a, קצות epicardial וendocardial זוהו מתצוגה קצרת ציר LV בMevisLab באמצעות MRI וקווי מתאר. כתוצאה IGES משטח endocardial (כחול) ומשטח epicardial (אדום) נוצר מRapidform באמצעות הנקודות קווי המתאר מוצגות באיור 2. בעקבות זאת, הרווח בין משטחי endocardial וepicardial התמלא אלמנט לבני trilinear 8-ה&quot;נ ודד באמצעות TrueGrid (איור 2 ג </strאונג&gt;). וקטורים המגדירים את כיוון myofiber בכל רכיב אז חושבו עם קרוב יותר. וקטורים אלה מוצגים כחצים שחורים באיור 2 ופרוס של קיר LV (כחול) מראה את כיוון הווריאציה של myofiber על פני קיר LV כפי שתוארה קודם לכן. ב2E איור, תנאי השפה, כלומר, את הלחץ ואת העקירה קטרי שהוטלו על LV מוצגים. לחץ המופעל מוצג כחצים המצביעים לכיוון קיר endocardial. צמתים בטבעת epicardial-הבזליים (כפי שמוצג ספירות) היו מוגבלים מלנוע לכל הכיוונים ואילו שאר צמתים הבסיסיים (כפי שמוצג קוביות) היו מוגבלים לנוע רק במישור הבסיסי (2E איור). לבסוף, איור 2F מציג את מתח קיר החדרים ממוחשבת בכיוון myofiber בסוף ירוויחו ממטופל לפני הטיפול. זה ברור מהדמות שלחצים גבוהים נמצאים בendocardium ובאזורים שבםLV הקיר הוא דק. <img src="/files/ftp_upload/50096/50096fig1.jpg" alt="איור 1" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50096/50096fig1highres.jpg"/> איור 1. השפעות של Algisyl על של מטופל LV (מסומן בחץ) לאחר 6 חודשים, כפי שניתן לראות בתמונות בתהודה מגנטית. התמונות מראות כי LV הצטמק ועובי הקיר גדל לאחר 6 חודשים. <img src="/files/ftp_upload/50096/50096fig2.jpg" alt="איור 2" fo:content-width="4.71in" fo:src="/files/ftp_upload/50096/50096fig2highres.jpg" /> איור 2. שלבים הכרוכים בכימות של מתח קיר חדר שמאלי. (א) Digitizing את תמונות MR. (ב) יצירת משטחי IGES. (ג) יצירת רשת FE. (ד) הקצאת הנטייה myofiber. (ה)הטלת תנאי הגבול. (ו) חישוב מתח קיר חדרית (המוצג כאן בסוף דיאסטולה). מתייחס לטקסט להסבר.

Watch this Scientific Journal Video about Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR at JoVE.com

Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR

מאמר זה מתאר את ההליכים להשתלת הידרוג&#39;ל חדשני בלב כושל וכימות השפעתו על לחץ קיר חדר שמאלי ותפקוד. נהלים אלה יושמו בהצלחה בכלבים ובבני אדם.

ירידה במתח וול חדר שמאלי ושיפור בתפקוד בכישלון לבבות באמצעות Algisyl-LVR

Injection of  Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat  patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

הערכה של תפקוד הלב Energetics בלבבות עכבר בודדות שימוש 31 P NMR ספקטרוסקופיה

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of ...

A Strategy to Identify de Novo Mutations in Common Disorders such as Autism and Schizophrenia

אסטרטגיה לזהות מוטציות דה נובו בהפרעות נפוצות כגון אוטיזם וסכיזופרניה

There are several lines of evidence supporting the role of de novo mutations as a mechanism for common disorders, such as autism and schizophrenia. First, ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

הערכה של מבנה הנכון חדרית ותפקוד בעכבר הדגם של תעוקת עורק ריאה על ידי Transthoracic אקו

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Intramyocardial Cell Delivery: Observations in Murine Hearts

משלוח הנייד intramyocardial: תוכן בלבבות Murine

Previous studies showed that cell delivery promotes cardiac function amelioration by release of cytokines and factors that increase cardiac tissue ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

חליטות עורק הראשי לpharmacokinetic וpharmacodynamic ניתוח של taxanes בעכברים

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet

תרומבואמבוליים כרוני יתר לחץ דם ריאה והערכה של תפקוד ימין חדרית בחזרזיר

An original piglet model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) associated with chronic Right Ventricular (RV) dysfunction is described. ...

A Method for Quantifying Upper Limb Performance in Daily Life Using Accelerometers

שיטה לכימות ביצוע גפיים עליונים ב Daily Life בעזרת מדי תאוצה

A key reason for referral to rehabilitation services after stroke and other neurological conditions is to improve one's ability to function in daily life. ...

Technique of Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice for Induction of Left Ventricular Hypertrophy

הטכניקה של פולשנית התרחבות אבי העורקים רוחבי בעכברים עבור אינדוקציה של גדילת

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure ...

Studying Left Ventricular Reverse Remodeling by Aortic Debanding in Rodents

לימוד שיפוץ הפוך חדרי שמאלי על ידי ניתוק האבניים במכרסמים

To better understand the left ventricular (LV) reverse remodeling (RR), we describe a rodent model wherein, after aortic banding-induced LV remodeling, ...

Using a Chemical Biopsy for Graft Quality Assessment

שימוש בביופסיה כימית להערכת איכות השתל

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated ...