Summary
우리는 허혈성 심장 질환의 폐쇄 가슴 돼지 모델을 만들기 위해 3 차원 인쇄 관상 동맥 임플란트의 경피 적 전달을위한 새로운 비용 효율적이고 효율적인 기술을 설명합니다. 임플란트는 높은 성공률을 가진 어머니와 자식 확장 카테터를 사용하여 제자리에 고정되었습니다.
Abstract
큰 동물에서 초점 관상 동맥 좁히기의 모형을 만들기 위한 최소침습 적인 방법은 도전적입니다. 3차원(3D) 인쇄된 관상 동맥 임플란트를 사용하여 신속한 프로토타이핑을 사용하여 국소 관상 동맥 협착증을 예방할 수 있습니다. 그러나 보조 장비를 사용하지 않으면 임플란트의 안정적인 전달이 어려울 수 있습니다. 우리는 임플란트의 안정화및 관상 동맥 혈관의 길이를 따라 원하는 위치에 3D 인쇄 임플란트의 효과적인 전달을위한 어머니와 아이 관상 동맥 가이드 카테터의 사용을 설명합니다. 국소 관상동맥 협착은 관상동맥 시네장조하에서 확인되었고 관상동맥 협착증의 기능적 유의는 가돌리늄 강화 제1패스 심장 관류 MRI를 사용하여 평가되었다. 우리는 허혈성 심장 질환의 돼지 모델 (n = 11)에서 3D 인쇄 관상 동맥 임플란트의 신뢰할 수있는 전달이 어머니와 아이 관상 동맥 가이드 카테터를 용도 변경하여 달성 될 수 있음을 보여주었다. 우리의 기술은 관상 동맥 협착증의 폐쇄 흉부 돼지 모델을 만들기 위해 관상 동맥 임플란트의 경피적 전달을 단순화하고 낮은 절차 실패율로 신속하게 수행 할 수 있습니다.
Introduction
허혈성 심장 질환은 미국에서 사망의 번호를 하나의 원인이 계속1. 대형 동물 모델은 관상 동맥 질환 (CAD) 및 관련 합병증 (심근 경색, 부정맥 사건 및 심부전 포함)을 구동하는 메커니즘뿐만 아니라 새로운 치료법 또는 진단 양식의 테스트를 이해하고 특성화하기 위해 실험적으로 사용되었습니다. 이러한 연구의 결과는 허혈성 심장 질환의 이해, 진단 및 모니터링을 넓히고 임상 실습을 진행하는 데도움이되었습니다 2. 토끼, 개, 돼지 등 여러 동물 모델이 사용되었습니다. 그러나, 관상 동맥 스테노스, 특히 이산 병변은 이러한 동물에서 매우 드물게 발생하며 재현성3을유도하기 어렵다. 이전 작업은 결찰, 폐색기 또는 외부 클램프를 사용하여 인공 관상 동맥 스테노스의 생성을 설명했습니다. 최근에는 3D 프린팅 기술을 사용하여 경피적으로 이산 인공 관상 동맥 축소를 만드는 데 사용할 수 있는 관상 동맥 임플란트를 제조하는 방법을설명했습니다 4. 컴퓨터 지원 설계 소프트웨어를 사용하여 관상 동맥 임플란트를 다양한 내경 및 외부 직경과 임플란트 길이를 가진 중공 튜브로 설계한 다음 시판되는 첨가제를 사용하여 제작했습니다. 임플란트는 둥근 가장자리가있는 부드럽고 중공, 3D 인쇄 튜브입니다. 우리는 내경, 외경 및 길이의 범위와 임플란트 크기의 라이브러리를 설계했다. 임플란트의 외경은 관상 동맥 가이드 카테터의 크기를 기반으로합니다. 내경은 수축된 관상 동맥 혈관 성형술 풍선의 크기를 기반으로 합니다. 우리는 관류의 원하는 심각도를 맞추기 위해 임플란트의 길이를 다양화했습니다. 그러나 이러한 장치의 안전한 경피 적 전달은 큰 동물 사용을 위해 특별히 제조 된 전선 및 카테터의 부족으로 인해 어려울 수 있습니다. 대조적으로, 카테터, 전선 및 지지 장비의 광범위한 컬렉션은 인간의 관상 동맥에서 임상 사용을 위해 사용할 수 있습니다. 이 작품에서는 3D 인쇄 관상 동맥 임플란트의 전달을 위해 임상 등급의 어머니와 어린이 관상 동맥 가이드 카테터를 재사용하는 방법을 보여줍니다.
가이드라이너 카테터(그림1A)는심층 카테터 좌석과 복잡한 케이스에 대한 지지증가를 허용하기 위해 경피적 관상동맥 개입(PCI)을 위해 개발되었다5. 조사에서 GuideLiner 카테터는 사용 및 가용성에 익숙하기 때문에 선택되었지만 사용 가능한 경우 유사한 카테터도 고려될 수 있습니다. "어머니와 자식" 가이드 카테터(그림1B)로간주되는 이 장치는 전형적인 관상 동맥 가이드 카테터("어머니") 내부에 적합하며 동축 연강 관("어린이")입니다. 이 카테터는 가이드 와이어 위에 삽입할 수 있으며 관상 동맥 가이드의 끝을 넘어 확장하여 일반적인 관상 동맥 가이드 카테터의 도달 범위를 효과적으로 연장합니다. GuideLiner 또는 이와 유사한 모성 및 자식 카테터는 3D 인쇄 관상 동맥 임플란트의 배치를 위한 추가 지원으로 사용될 수 있습니다. 임플란트는 혈관 성형술 풍선 위에 장착되어 관상 동맥 와이어를 통해 용기에 단위로 삽입되기때문에(그림 1B,1C),카테터는 원하는 부위에 임플란트를 전달하기 위한 추가적인 지원을 제공한다. 산모와 자식 카테터를 풍선과 근접하게 배치하면 풍선 디플레이션 및 후퇴 시 임플란트가 원하는 위치에 유지됩니다. 구조가 어느 정도 견고함에도 불구하고, 가이드와이어를 통해 관상 동맥 깊숙이 진열되는 산모와 자식 카테터의 독특한 능력과 카테터 팁의 방사선 파투석 마커는 이식에 필수적인 특성이었습니다.
우리의 조립된 전달 장치는 전형적인 관상 동맥 가이드 카테터, 어머니와 자식 카테터 및 수축된 관상 동맥 혈관 성형술 풍선에 고정된 3D 인쇄 임플란트로 구성되었습니다(그림1B). 기능적 전달 장치로서, 어머니와 자식 카테터는 장비의 전달을 위한 안정적인 추가 지원을 제공할 뿐만 아니라 풍선의 디플레이션 및 제거 시 임플란트를 제자리에 유지하는 전단 장치로 독특하게 적용되었습니다. 카테터 팁의 방사성 파소식 마커는 조립된 장치에 대한 위치 안내선역할을 하고 혈관성형술 풍선과 근접하게 앉았다. 이러한 특성으로 유동 제한 임플란트를 정밀하게 배치할 수 있습니다. 이 과정은 동물 주체를 위해 재현 가능하고 효율적이며 인도적이도록 설계되었습니다.
우리의 응용 프로그램에서, 어머니와 아이 경피 적인 납품 기술은 대조 강화한 긴장 심장 관류 자기 공명 화상 진찰 (MRI)의 평가를 위한 초점 관상 동맥 협착을 가진 돼지 모형을 만들기 위하여 이용되었습니다. 그러나, 이 기술은 관상 동맥 혈관 외부의 혈관 시스템을 포함하는 다른 조사에서 사용될 수 있다.
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Protocol
우리는 동물 복지법, 국립 보건원 및 미국 심장 협회의 동물 연구 동물 사용에 대한 지침에 따라 실험을 수행했습니다. 우리의 기관 동물 관리 및 사용 위원회는 동물 연구 프로토콜을 승인했습니다.
1. 3D 인쇄 관상 동맥 협착 임플란트의 사전 프로세스 경상 준비
- 핀셋을 사용하여 인쇄 된 임플란트를 25 % 헤파린 용액에 찍어 혈전 형성을 방지하고 24 시간 동안 공기 건조할 수 있습니다.
2. 동물 과목의 사전 절차 준비
- 수컷 요크셔 돼지(SNS 농장, 30-45kg)가 실험 일자 1주일 전에 기관에 도착하여 적응할 수 있도록 하십시오.
- 돼지는 수술 전날 자정 이후에 금식 상태로 유지하십시오.
3. 절차 적 마취
- 근육 내 케타민 (10 mg / kg)과 정맥 미다 졸람 (1 mg / kg)으로 돼지를 진정시.
- 산소 이소플루란으로 동물을 환기 (1-2%) 혼합물.
- 동물 성 피험체가 진정되면 내인성 삽관을 수행합니다.
- 정맥 내 (IV) 로쿠로늄 (2.5 mg / kg /h)을 주입하고 횡격막 고정을 달성하기 위해 필요할 때 추가 boluses (20-30 분마다 1-3 mg / kg IV)를 제공합니다.
- 각성, 움직임, 활력 징후의 넓은 변동 및 실험 기간 동안 고민이나 불편의 다른 징후를 확인하여 절차 전반에 걸쳐 마취의 외과 평면을 유지합니다. 우리는 마취하에 대략 6 시간 동안 돼지를 모니터링했습니다.
4. 혈관 접근
- Seldinger 기술을 사용하여, 피험자의 양측 대퇴 동맥 및 정맥에 동맥과 정맥 외피를 삽입하십시오.
- 모든 카테터 포트를 헤파린화된 일반 식염수로 지속적으로 세척합니다.
5. 사전 약물 투여
- 아미오다론을 근육내 (1.5 mg/kg), 정맥 내 리도카인 (2 mg/kg), 그리고 부정맥에 대한 예방에 필요한 에스몰롤 (1 mg/kg)을 투여하십시오. 심실 리듬을 억제하고 심박수 반응을 조절하기 위해 실험 과정 전반에 걸쳐 필요에 따라 아미오다론, 리도카인 및 에스몰롤을 반복 투여합니다.
- 혈관 접근이 얻어진 후, 활성화된 응고 시간(ACT)을 유지하기 위해 헤파린(5,000-10,000 단위)을 투여하고, 실험 과정에서 매시간 ACT를 확인하고 ACT 목표를 유지하기 위해 필요에 따라 추가적인 정맥 헤파린을 제공한다.
6. 혈역학 모니터링
- 전체 실험 기간 동안 ST 세그먼트, T 파 및 심박수의 변화를 기록하기 위해 단일 측면 심전도 (ECG) 가슴 리드를 사용합니다.
- 압력 트랜스듀서를 사용하여 절차 전반에 걸쳐 지속적인 대퇴 동맥 압력을 기록하십시오.
- 지속적인 맥박 산소 측정기록을 위해 동물의 귀 또는 입술에 펄스 산소 측정기를 부착하십시오.
7. 임플란트 전달 장비의 준비
- 관상 동맥 조영술을 수행하기 전에 풍선 팁이 카테터의 끝을 넘어 확장되도록 원하는 크기의 모자 카테터를 통해 수축 된 NC Trek 오버 더 와이어 관상 동맥 풍선을 삽입하십시오.
- 3D 프린팅 된 임플란트를 수축 된 혈관 성형술 풍선에 장착하여 임플란트가 풍선의 마커 사이에 위치하고 근위 마커에 가깝게 배치되도록합니다(그림 1B).
- 풍선에 임플란트를 고정하기 위해 풍선을 2-3 atm으로 팽창시. 임플란트가 풍선의 근위 반에 더 가깝게 위치하여 제거할 준비가 되면 산모 카테터에 가장 가깝게 배치되었는지 확인합니다(그림1B).
8. 관상 동맥 혈관 조영술 및 관상 동맥 임플란트의 배치
- 형광C암을 전방(AP) 돌기안에 놓습니다.
- 제어 밸브(재료 표참조)를 왼쪽 또는 오른쪽 관상 동맥 가이드 카테터에 부착합니다(재료 표참조).
- 오른쪽 대퇴 동맥 외피를 통해 J-팁 와이어위에 가이드 카테터를 소개하고 형광경 지도하에 카테터를 대동맥 뿌리로 진행합니다.
- 선택적으로 (또는 비선택적으로) 왼쪽 주요 관상 동맥에 카테터를 관여 (LMCA) 왼쪽 관상 동맥 시스템을 시각화하기 위해 형광 투시의 밑에 요오드화 대조의 5 mL를 주입합니다.
- 가이드 카테터를 제2 혈관조영술을 위해 LMCA 쪽으로 위치시다(그림2). 관상 동맥 교전이 어려운 증명하는 경우, 돼지의 짧은 대동맥 아치로 인해 부분적으로 인해, 그들은 혈관의 적절한 시각화를 제공하는 한 비 선택적 혈관 조영아를 수행하는 것이 좋습니다.
- 일단 LMCA 내에 관여하거나, 형광투시경 하에, 0.014", 300 cm 관상 동맥 와이어(재료 표참조)를 LMCA 내로 전진시키고 원하는 경우 원말 좌측 전방 내림하 동맥(LAD) 또는 좌측 외경 관상동맥(LCX)으로 와이어를 더욱 전진시다(도3).
- 형광경 지도하에, 이전에 조립된 산모와 자식 카테터를 팽창된 관상 동맥 혈관 성형술 풍선과 함께 삽입하고 관상 동맥 와이어 위에 이식하고 관상 동맥 혈관을 따라 원하는 위치로 진행합니다. 관상 동맥 임플란트가 전개되어야 하는 위치에서 이산 협착을 시각화하기 위해 5 mL의 요오디나이트 대조를 주입합니다(그림4).
- 임플란트가 제자리에 있으면, 산모와 자식 카테터를 팽창된 풍선의 근위 마커로 진행합니다.
- 풍선을 수축시키고 산모 카테터를 통해 수축시. 이 과정을 통해 산모와 자식 카테터가 팽창식 에서 임플란트를 전단할 수 있으며 혈관의 지정된 세그먼트에서 임플란트의 위치를 고정할 수 있습니다.
- 풍선, 모식 카테터 및 관상 동맥 와이어를 제거합니다.
- 최종 혈관 조영술을 수행하여 선박 내의 새로운 인공 협착증의 위치를 문서화합니다. 가능하면, 혈관 조영술은 협착 증 엄격의 시각적 추정을 취득하기 위하여 2개의 직교 보기에서 수행되어야 합니다. 최종 혈관 조영술(그림 5)은또한 최소한의 콘트라스트로 우수한 opacification을 제공하는 근위 혈관에서 어머니와 자식 카테터의 하위 선택적 위치로 수행 될 수있다.
- 즉시 2 mL / 초의 속도로 주입 gadobutrol (0.1 mM/ kg)를 사용하여 심장 스트레스 관류 MRI를 받아야하는 MR 스위트에 동물을 전송합니다.
참고: 사용된 스트레스 제는 300 μg/kg/min에서 아데노신을 4분 동안 주입한 것입니다. 이미징 프로토콜은 1) 시네 이미징(시야 [FOV] = 292 x 360 mm, 매트릭스 크기 = 102 x 126, 반복 시간 [TR] = 5.22 ms, 에코 시간 [TE] = 2.48 ms, 슬라이스 두께 = 6 mm, 대역폭 = 450 Hz, 플립 각도 = 12°; 2) 버릇없는 그라데이션 에코 시퀀스를 사용하여 휴식 및 피크 아데노신 혈관 확장기 응력에서 첫 번째 패스 관류 (FOV = 320 x 320 mm, 매트릭스 크기 = 130 x 130, TR = 2.5 ms, TE = 1.1 ms, 슬라이스 두께 = 10mm, 픽셀 대역폭 = 650 Hz, 플립 각도 = 12°; 및 3) 심전도 게이트, 세그먼트, 버릇없는 그라데이션-에코 위상 민감성 반전-복구 시퀀스(FOV = 225 x 340 mm, 매트릭스 크기 = 131 x 175 mm, TR = 5.2ms, TE = 1.96 ms, 슬라이스 두께 = 8 mm, 시간 버전 에 최적화된 시간)을 사용하여 늦은 가돌리늄 향상 이미징 익셀 대역폭 = 465Hz, 플립 각도 = 20°). 그림 6에예시적인 첫 번째 패스 관류 이미지가 표시됩니다. - MRI 프로토콜이 완료 된 후, 펜토 바르 비탈 나트륨 (100 mg / kg)을 주입하여 돼지를 안락사시하십시오.
- 측면 흉부 절제술을 수행하고, 심장을 절제하고, 생체 내 심장을 해부하여 관상 동맥 혈관을 노출시십시오. 대각선 분기(LAD 영역) 또는 둔한 한계 가지(LCX 영역)와 관련하여 임플란트의 위치를 기록하고 임플란트를 검색합니다.
- 무딘 곡선 메첸바움 가위를 사용하여 관상 동맥 혈관을 열고 선박에 심각한 부상이 있는지 검사합니다(그림 7참조). 심근 경색을 배제하기 위해 염화물을 삼각병성으로 총 병리학 및 얼룩에 대한 심장 조직을 촬영합니다 (그림 8참조).
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Representative Results
절차의 초기 최적화 후, 개입 성분은 30 분 이내에 완료되었다. 임플란트는 11명의 모든 과목(100%)에서 성공적으로 전달되었습니다. 임플란트는 11명의 피험자(100%)에서 모두 부검에서 회수하였다. 대각선 가지 (LAD를 따라) 또는 둔근 한계 가지 (LCX를 따라)를 위치 마커로 사용하여, 우리는 불소 유도 배치및 부검에서 임플란트의 위치를 발견 11 (91 %)의 10에서 일관되게 임플란트를 검색할 수 있는 피험자. 한 대상에서, 관상 동맥 경련에 대한 관상 내 니트로 글리세린 주사에 의해 유도 된 혈관 확장과 관련될 수 있는 임플란트의 경미한 말단 이동이 있었다. 연구된 11명의 과목 중 9명의 피험자가 전체 카테터 분석을 위해 생존하고 MRI 프로토콜을 완료하여 82%의 절차 적 성공률을 보였습니다. 임플란트가 전개된 후 두 명의 과목이 사망했다. 첫 번째 피험체는 임플란트 를 배치한 후 MRI 제품군에서 심실 세동을 잘 개발했습니다. 두 번째는 실험을 통해 저혈압의 설정에서 MRI 스캐너에서 사망했다. 해부 시, 우리는 임플란트 내의 혈전이나 혈관에 구조적 손상의 다른 징후를 볼 수 없었습니다. 높은 생존율 (2 사망, 11 명 중 9 명)은 효과적인 항 부정맥 예방 요법의 중요성을 강조합니다. 스트레스 심장 관류 MRI의 예시예는 도 6에제공된다. 상세한 임플란트 설계 및 MRI 검증의 전체 결과는 별도로 보고됩니다.
그림 1: 관상 동맥 임플란트가 장착된 카테터 설계 및 조립 장치. (a)산모 카테터의 성분의 다이어그램6. (b)가이드 카테터를 통해 돌출되는 카테터의 선두 헤드에 장착 및 고정된 3D 프린팅 임플란트로 팽창된 관상 동맥 풍선을 나타내는 조립된 장치. (C)3D 프린팅 임플란트의 확대 된 이미지가 혈관 성형술 풍선에 장착된 것으로 나타났습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 2: 전방 투영에서 관상 동맥 혈관 조영술은 좌측 주요 관상 동맥 시스템의 선택적 대비 향상을 나타낸다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 3: 전방 투영의 관상 동맥 조영술은 좌측 전방 내림차순 동맥에서 0.014" 300 cm 관상 동맥 와이어를 나타낸다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 전후 투영에서 관상 동맥 혈관 조인. 왼쪽 이미지는 왼쪽 전방 동맥의 말단 세그먼트에 중간에 팽창 관상 동맥 풍선 및 임플란트 조립 된 어머니와 아이 카테터를 보여줍니다. 관상 동맥 용기 내에서 조립된 장치의 더 높은 배율은 오른쪽 패널에 도시된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: 전방 후방 혈관 조인조. 왼쪽의 이미지는 임플란트의 전개 후 말단 좌측 전방 내림차순 동맥의 초점 협착을 보여줍니다. 임플란트에 의해 유도된 이산 관상 동맥 협착의 더 높은 배율은 오른쪽 패널에 도시된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 6: 좌측 전방 하강 동맥에 근접에 배치된 관상 동맥 임플란트의 스트레스 심장 관류 자기 공명 이미지. 나머지 (상부 패널) 및 피크 아데노신 혈관 확장기 응력 (하부 패널)에서 이미지는 왼쪽 전방 내림차순 동맥에 의해 침편 된 세그먼트에서 유도 가능한 관류 결함을 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 7: 부검 이미지. (A)말단 좌측 전방에 임플란트, 내림차순 동맥. (B)관상 동맥 혈관에 심한 부상이 없는 경우. (C)혈전이 없는 임플란트. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 8 : 돼지 심근 조직의 조직 병리학. (a)총병리학 및(B)한 대상체에서 염화염 얼룩을 한 대상에서 심근 조직 경색의 증거는 없었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
이 작품에서는 관상 동맥 협착 유도 임플란트에 대한 새로운 경피 적 배치 전략에 중점을 두었으며 3D 인쇄 관상 동맥 임플란트의 효과적인 경피 적 전달을 위해 산모 및 어린이 카테터를 용도변경 할 수 있음을 보여주었습니다. 가변 적 중증도의 이산 인공 관상 동맥 스테노스는 높은 성공률을 가진 돼지 모델에서 표준 인간 경피 적 관상 개입 기술 및 장비를 사용하여 최소 침습 방식으로 신속하게 생성 될 수 있습니다. 이 임플란트는 급성 설정에서 안전하다는 것을 보여주었고 또한 혈관 확장기 스트레스 심장 MRI 도중 응류 결함과 상관관계가 있는 가혹한 혈관 조영스테노즈를 만드는 데 효과적이었다. 오픈 가슴 기술에 비해 협착 유도 임플란트의 경피적 전달은 덜 침습적이고 더 인간적입니다.
현재 대형 동물 모델에서 유동 감소를 생성하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 다른 최소 침습 기술이 있습니다. 3D 인쇄 관상 동맥 임플란트는 3D 인쇄 임플란트에 의해 유도된 스테노스가 혈관을 완전히 폐색하지 않는다는 점에서 풍선 폐색 및 코일 폐색과 근본적으로 다릅니다. 이는 경색7,8보다스트레스 유발 허혈의 모델링을 허용하는 주요 차이점이다. Rissanen등. 9는 폴리테트라플루오로에틸렌 튜브로 감싸인 관상 동맥 스텐트를 사용하여 돼지 모델에서 유동 제한, 비폐쇄성 스테노스를 생성하는 경피적 기술을 설명합니다. 튜브는 다양한 도의 발광 축소를 만들기 위해 바늘과 열을 사용하여 형성 될 수있다. 우리가 사용한 임플란트는 3D 인쇄 관상 동맥 임플란트의 전달에 사용되는 새로운 방법론을 설명하는 것입니다 현재 작업의 범위를 벗어난 디자인과 철저한 설명이 다르다는 것을 분명하다. 산모와 자식 카테터를 활용하여 관상 동맥 깊숙이 임플란트를 정밀하게 배치할 수 있었습니다. 다른 조사자가 만성 모델을 탐구하고 돼지를 장기간 살아 있게 했기 때문에 우리의 연구 들 사이의 절차적 성공을 비교하는 것은 어렵다9. Bamberg 등은 왼쪽 전방 내림차순 동맥에서 50 % 및 75 %의 스테노즈를 만들기 위해 3mm 스텐트 내에서 팽창 된 풍선 카테터를 사용하는 방법을 설명했습니다. 이 후자의 방법은 스테노즈가 동물 내부에 남아있는 데 필요한 카테터를 만들었다는 점에서 우리의 조사와 다릅니다. 인공 병변을 만들고 모든 장비를 제거 할 수있는 방법은 없습니다. 가능한 동안, Bamberg 방법은 급성 설정을 넘어 허혈의 조사를 허용하지 않으며 잔류 와이어는 이미지 아티팩트(10)를일으킬 것이다.
관상 동맥 내정간섭에 있는 어머니와 아이 카테터의 역할은 잘 확립되었습니다, 그러나 혈관 침대에 임플란트를 전달하기 위하여 그들의 사용은 이전에 기술되지 않았습니다5,6. 경피적 임플란트 전달의 가장 어려운 두 가지 측면은 정확한 관상 동맥 세그먼트에 대한 선택적 배치와 역행 이동 방지를 포함합니다. 혈관 성형술 풍선 위에 장치를 배치하려고 시도하는 것은 임플란트가 풍선 디플레이션 후 용기에서 근위적으로 당겨질 수 있기 때문에 효과적이지 않았습니다. 여러 가지 이유로, 어머니와 아이 카테터는 풍선 철수 하는 동안 장소에 임 플 란 트를 고정 하기 위한 귀중 한 도구 입증. 산모와 자식 카테터는 관상 동맥 가이드 카테터에 쉽게 맞으며 크기는 우리의 개입에 이상적입니다. 그들은 수축 된 관상 동맥 풍선보다 약간 컸기 때문에 임플란트를 전단하고 풍선이 철회될 때 임플란트의 역행 이동을 방지 할 수 있었습니다. 어머니와 자식 카테터가 제공하는 지원으로 임플란트는 혈관 내강에 강한 압착을 가진 관상 동맥에 깊숙이 앉을 수 있었습니다. 추가적으로, 어머니와 아이 카테터의 끝에 방사선 papaque 마커는 납품 풍선에 마커에 의해 확인된 것과 같이, 임플란트에 다만 근접한 카테터를 놓는 것을 도왔습니다. 이 기술은 대부분 효과적이었지만, 한 과목에서는 임플란트 전달 후 약간의 말단 이동이 있었습니다. 이것은 관상 동맥 혈관 경련및 임플란트의 말단 이동으로 이끌어 내는 결과 혈관 확장을 위한 관상 동맥 니트로 글리세린의 주입 때문일 지도 모릅니다. GuideLiner 카테터는 사용 편의성으로 인해 선택되었지만 잠재적으로 그 자리에서 사용될 수있는 다른 유사한 장치가 많이 있습니다. 가이드 질라 가이드 확장 카테터 (보스턴 과학, 말보로, 매사추세츠, 미국) 또한 6F 크기로 사용할 수 있으며 가이드 라이너와 유사한 구조를 갖는다. 또한 Guidion 급속 교환 가이드 확장 카테터 (개입 의료 기기 솔루션, 로덴, 네덜란드)는 크기 5-8F로 제공되며 GuideLiner 카테터 대신 사용할 수도 있습니다.
우리의 배포 기술은 낮은 절차 실패율로 돼지에서 효율적이고 인도적으로 수행 될 수 있습니다. 우리의 예비 연구에서 절차 실패율은 18%였습니다. 우리가 우리의 내정간섭을 능률으로 기술과 관련되었던 학습 곡선이 있었습니다. 그러나, 학습 곡선에도 불구하고, 모든 동물 과목은 초기 임플란트 배치 개입에서 살아남았다. 생성된 병변은 초점이고 엄격에서 좁히는 원거리이었습니다, 그러나 그(것)들은 교합되지 않았습니다. 이 스테노스는 혈관피학적으로 유의하고 응력 관류 MRI 동안 유도 가능한 관류 결함을 일으켰습니다. 도 6은 LAD에 성공적으로 임플란트 를 전개한 후 MRI상에서 보이는 국면 관류 결함의 예이다. 우리는 경색보다는 허혈을 만드는 것을 목표로 했습니다. 도 8은 경색의 증거를 보여주지 않는 심근 조직의 조직병리학적 분석의 예를 나타낸다. 이 방법은 인간의 관상 동맥 혈관 성형술 장비에 의존하고, 돼지 관상 동맥 크기의 유사성은 인간의 것과. 3D 프린팅 임플란트의 외경은 가이딩 카테터의 내경 및 모자식 카테터의 내경을 기초로 했다. 협착의 최소 발광 직경은 수축 된 관상 동맥 풍선의 크기를 기반으로했다. 이산 협착의 최종 흐름 제한 심각도는 임플란트의 내경 및 길이를 기반으로합니다. 휴식 혈관 성 흐름이 보존되었지만 MRI 관류 스캔에서 알 수 있듯이 최대 관상 동맥 혈류가 감소되었습니다. 향후 작업은 풍선 전달 와이어를 압력 와이어로 교체하고 분수 유량 예비 또는 순간 유량 예비를 측정하는 데 중점을 둘 것입니다. 유사하게, 하류 미세 혈관 상해는 납품 풍선 또는 어머니와 자식 카테터 자체를 통해 마이크로스피어의 국소 주사에 의해 생성될 수 있습니다.
폐쇄 형 가슴 돼지 모델에서 우리의 낮은 절차 실패율은 미래의 구현에 대한 약속을 보여줍니다. 완전한 총 폐색이 수행되지 않았기 때문에 심근 경색을 피하고 악성 부정맥의 낮은 비율에 기여했을 수 있습니다. 우리의 연구에서 만 1 과목은 심실 세동을 개발. 초기 최적화 기간 이후에는 절차 시간을 케이스당 약 30분으로 줄입니다.
요약하면, 우리의 결과는 3D 인쇄 관상 동맥 임플란트의 배치를 위한 새로운 기술을 보여주고 이산 초점 관상 동맥 협착의 닫힌 가슴 돼지 모형을 만드는 타당성을 보여줍니다. 이 최소 침습 기술은 허혈성 심장 질환에서 새로운 진단 이미징 기술의 테스트 및 개발에 사용할 수 있습니다. 우리는 스트레스 심장 관류 MRI를 사용했습니다, 그러나 그밖 양식은 핵 화상 진찰, 초음파 및 계산한 단층 촬영을 포함할 수 있습니다. 이 모형은 허혈성 심장병에 즉시 적용가능하더라도, 사소한 수정으로, 기술은 그밖 교합성 혈관 질병 국가를 위해 이용될 수 있습니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없다.
Acknowledgments
우리는 UCLA 번역 연구 이미징 센터와 캘리포니아 대학, 로스 앤젤레스, 캘리포니아, 미국, 그들의 도움에 대한 실험실 동물 의학의 학과에서 직원에게 감사드립니다. 이 작품은 UCLA의 데이비드 게펜 의과 대학, 미국 심장 협회 (18TPA34170049) 및 재향 군인 건강 관리의 임상 과학 연구, 개발 위원회에 의해 부분적으로 지원됩니다. VA-메리트 I01CX001901).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3D-Printed coronary implants | Study Site Manufactured | ||
| Amiodarone IV solution | Study Site Pharmacy | ||
| Amplatz Left-2 (AL-2) guide catheter (8F) | Boston Scientific, Marlborough, Massachusetts, USA | ||
| Balance Middleweight coronary wire (0.014” 300cm) | Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois, USA | ||
| COPILOT Bleedback Control valve | Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois, USA | ||
| Esmolol IV solution (1 mg/kg) | Study Site Pharmacy | ||
| Formlabs Form 2 3D-printer with a minimum XY feature size of 150 µm | Formlabs Inc., Somerville, Massachusetts, USA | ||
| Formlabs Grey Resin (implant material) | Formlabs Inc., Somerville, Massachusetts, USA | ||
| Gadobutrol 0.1 mmol/kg | Gadvist, Bayer Pharmaceuticals, Wayne, NJ | ||
| GuideLiner catheter (6F) | Vascular Solutions Inc., Minneapolis, Minnesota, USA | ||
| Heparin IV solution | Surface Solutions Laboratories Inc., Carlisle, Massachusetts, USA | ||
| Ketamine IM solution (10 mg/kg) | Study Site Pharmacy | ||
| Lidocaine IV solution | Study Site Pharmacy | ||
| Male Yorkshire swine (30-45 kg) | SNS Farms | ||
| Midazolam IV solution | Study Site Pharmacy | ||
| NC Trek over-the-wire coronary balloon | Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois, USA | ||
| Oxygen-isoflurane 1-2% inhaled mixture | Study Site Pharmacy | ||
| Rocuronium IV solution | Study Site Pharmacy | ||
| Sodium Pentobarbital IV solution (100mg/kg) | Study Site Pharmacy | ||
| Triphenyltetrazolium chloride stain | Institution Pathology Lab |
References
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