مقالة منهجية

في المختبر اختبار تجلط الدم لأجهزة مساعدة البطين

1.6K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/67731

⸱

مارس 21, 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Meinig School of Biomedical Engineering, Cornell University, 2Department of Bioengineering, University of Pittsburgh, 3Department of Cardiovascular Surgery, Hospital of the University of Pennsylvania

في هذه المقالة

ملخص

نقدم بروتوكولا على الطاولة للحث على تجلط الدم في أجهزة المساعدة البطينية (VAD) داخل منصة اختبار معاد تدويرها. تعمل هذه الطريقة على تحديد النقاط الساخنة للتخثر في مسار تدفق الدم ويمكن أن تساعد في تحسين مقاومة التخثر قبل الاختبارات قبل السريرية في النماذج الحيوانية.

الملخص

لا يزال خطر تجلط الدم مصدر قلق كبير في تطوير أجهزة المساعدة البطينية (VADs) والاستخدام السريري لها. التقييمات التقليدية لتخثر مرض البطن ، من خلال الدراسات التي أجريت على في المقام الأول ، مكلفة وتستغرق وقتا طويلا ، وتثير مخاوف أخلاقية ، وقد لا تعكس في النهاية النتائج البشرية بدقة. لمعالجة هذه القيود ، قمنا بتطوير بروتوكول اختبار قوي في المختبر مصمم لإثارة تجلط الدم وتحديد المناطق المحتملة عالية الخطورة داخل مسار تدفق الدم. يستخدم هذا البروتوكول ، بدافع من عمل Maruyama et al. ، استراتيجية معدلة لمكافحة التخثر ويستخدم المكونات المتاحة بسهولة ، مما يجعله في متناول معظم المختبرات التي تجري اختبارات الدم في المختبر لأجهزة المساعدة البطينية. لقد أظهرنا فائدة هذه الطريقة من خلال الاختبار التكراري وتحسين جهاز المساعدة البطينية للأطفال المصغر المرفوعة مغناطيسيا (PediaFlow PF5). كانت الطريقة فعالة في تحديد النقاط الساخنة للتخثر الناجمة عن عيوب التصميم والتصنيع في النماذج الأولية لجهاز المساعدة البطينية ، مما يتيح التحسينات المستهدفة قبل التقدم إلى الدراسات التي أجريت على. على الرغم من محدوديته ، بما في ذلك عدم وجود تدفق نابض وتأثير خصائص دم المتبرع به ، فإن هذا البروتوكول يعمل كأداة عملية لتطوير VAD في المراحل المبكرة والتخفيف من المخاطر.

المقدمة

أصبحت أجهزة المساعدة البطينية (VADs) معيارا للرعاية في إدارة المرضى الذين يعانون من قصور القلب المتقدم ، ومع ذلك لا يزال خطر الإصابة بالجلطة والسكتة الدماغية يمثل تحديا كبيرا1،2. عادة ما يتم تقييم تجلط الدم داخل أجهزة المساعدة البطينية أثناء الدراسات قبل السريرية التي أجريت على ، والتي ، على الرغم من قيمتها ، إلا أنها تمثل تكاليف كبيرة وتحديات لوجستية. هذه الدراسات كثيفة الاستخدام للموارد وتستغرق وقتا طويلا وعرضة لعيب واحد يعرض الاختبار بأكمله للخطر ويستلزم تجارب إضافية. هذا لا يزيد من العبء المالي فحسب ، بل يثير أيضا مخاوف أخلاقية بسبب الحاجة إلى تكرار الاختبارات على.

على الرغم من وجود العديد من النماذج العددية للتنبؤ بترسب الصفائح الدموية والتخثر3،4،5،6 ، إلا أن القليل منها فقط مناسب لمحاكاة تكوين الجلطة في الأجهزة ذات الحجم الكلي مثل VADs7،8،9. علاوة على ذلك ، تفترض النماذج الحالية حتما أسطحا مثالية وهندسة مبسطة "مانعة لتسرب الماء" ، والتي لا تعكس بدقة تعقيدات وعيوب تجميعات المضخات في العالم الحقيقي. عند النظر في تفاعلات سطح الصفائح الدموية ، تستخدم هذه النماذج ذات الحجم الكلي عموما خصائص المواد الموصوفة بشكل موحد (عادة ما يتم نمذجتها كمعامل في الظروف الحدودية للتدفق السطحي) 10،11،12. وبالتالي ، لا يمكن للنماذج العددية أن تحل محل الاختبارات التجريبية بالدم.

يلعب كل من اختيار المواد وتشطيب السطح أدوارا حاسمة في التصاق الصفائح الدموية على أسطح VAD13،14،15،16،17. يمكن أن تؤدي العيوب مثل البقع الخشنة أو المخالفات إلى تعزيز التصاق الصفائح الدموية وتكوين الجلطة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكون الشقوق بين المكونات في مسار التدفق بمثابة nidus للتخثر ، مما يوفر بيئات محمية حيث يمكن أن تتشكل الجلطات وتنمو18،19. يمكن أن يشكل استخدام الشحوم أو مواد التشحيم أو المواد المانعة للتسرب أثناء التجميع خطرا أيضا ، حيث قد تتسرب هذه المواد إلى مسار التدفق وتتفاعل مع الدم ، مما يزيد من خطر حدوث مضاعفات.

لذلك ، هناك حاجة إلى بروتوكول اختبار محدد جيدا في المختبر يمكنه تقييم مقاومة التخثر لأجهزة المساعدة البطينية بشكل موثوق قبل إخضاعها للاختبار على أو الاستخدام السريري. في حين أن هناك معيار ASTM معتمد على نطاق واسع لتقييم انحلال الدم20 ، لا يوجد مثل هذا المعيار لاختبار تجلط الدم لأجهزة المساعدة البطينية في ظل ظروف التشغيل ذات الصلةسريريا 21. على الرغم من الدراسات المنوية التي يعود تاريخها إلى ثلاثة عقود والتي تظهر جدوى اختبار تجلط الدم في المختبر لمضخات الدم22،23،24،25 ، فقد استمرت التجارب على كممارسة فعلية لتقييم تجلط الدم حتى الآن26. من المحتمل أن يكون العائق أمام التبني الأوسع للطرق المختبرية هو الطبيعة المعقدة للتخثر ، مع وجود العديد من العوامل المربكة التي يمكن أن تؤثر على نتائج الاختبار ، مما يجعل من الصعب التمييز بين تجلط المضخة الجوهرية والقطع الأثرية الناشئة بسبب القيود المنهجية والأخطاء الإجرائية.

حفزنا هذا على مشاركة بروتوكول مفصل كدليل للتجريبيين لتجنب المزالق ، وبالتالي تعزيز استخدام الاختبار في المختبر والتخفيف من الاعتماد على الدراسات على. تم تنقيح البروتوكول الموصوف هنا ، المشتق من Maruyama et al.27 ، والتحقق من صحته أثناء تصميم الجيلالخامس PediaFlow (PF5) من VADللأطفال 28،29. أثبتت طريقة الاختبار هذه أنها مفيدة في تحديد ومعالجة مخاطر التخثر المحتملة بشكل منهجي في نماذج VAD الأولية قبل الاختبار على.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

تم الحصول على دم الأغنام الكامل المستخدم في هذه الدراسة من بائع تجاري ، وبالتالي ، لم يتطلب مراجعة من قبل لجنة رعاية المؤسسي بجامعة كورنيل.

1. بناء حلقة تدفق الاختبار

ملاحظة: راجع جدول المواد للحصول على قائمة مفصلة بمكونات الحلقة وجميع المواد الأخرى المستخدمة في هذا البروتوكول.

  1. تعديل الكيس الوريدي (IV).
    1. استخدم مادة مانعة للتسرب حراري بلاستيكية لتعديل كيس وريدي لضبط حجمه وشكله ، كما هو موضح في الشكل 1.
      ملاحظة: يسهل شكل الكيس إزالة التهوية ويسمح بتثبيت الكيس باستخدام hemostat عبر خط السائل30,31. يتم اختيار موقع خط الختم بناء على حجم فتيلة VAD والأنبوب لتحقيق حجم فتيلة إجمالي يبلغ 150 مل.
    2. أدخل فتحة تهوية عن طريق عمل شق 4 مم في الجزء العلوي من الكيس. أدخل قفل لور أنثوي شائك في الشق وأغلق الموقع بمادة لاصقة مطاطية من السيليكون RTV. قم بتوصيل محبس أحادي الاتجاه بقفل luer.
  2. قم بتجميع حلقة الاختبار باستخدام الكيس الوريدي المعدل ، وأنابيب البولي فينيل كلوريد (PVC) ، والموصلات الشائكة المصنوعة من البولي كربونات ، ومحبس 3 اتجاهات و 1 ، كما هو موضح في الشكل 1.
  3. قم بتوصيل مقياس ضغط الضغط.
    1. قم بتوصيل خطوط التمديد مقاس 6 بوصات بمنافذ الضغط من جانب المدخل والمخرج. قم بتوصيل محبس أحادي الاتجاه بالطرف الآخر من خط التمديد.
      ملاحظة: يسمح محبس المحطة بفصل أنبوب مقياس الضغط لتجهيز خط التمديد بالسائل قبل بدء تشغيل المضخة ، كما هو موضح في الخطوة 4.3.
    2. قم بتوصيل أحد طرفي كل أنبوب بقطر داخلي 1/8 بوصة (ID) بشريط مقياس الضغط وأدخل تركيبة لورد ذكر في الطرف الآخر.
    3. قم بتوصيل تركيبات اللور الذكور بمحبس أحادي الاتجاه. افتح محبس التثبيت لتمكين قراءات الضغط.
  4. قم بتطبيق مسبار التدفق بالموجات فوق الصوتية لقياس معدل التدفق.
  5. ضع مشبك هوفمان بعيدا عن منفذ ضغط المخرج لتنظيم مقاومة التدفق.

2. تحضير محلول كلوريد الكالسيوم (CaCl2)

  1. قم بإذابة مسحوق كلوريد الكالسيوم2 في 1 × محلول ملحي مخزن ب TRIS (درجة الحموضة 7.4) لتحضير محلول 1 متر. تجنب المخازن المؤقتة المحتوية على الفوسفات (على سبيل المثال ، PBS أو DPBS) لأن الكالسيوم والفوسفات يتفاعلان لتشكيل راسب غير قابل للذوبان.
  2. في حالة تحضير CaCl2 بكميات كبيرة ، أضف مسحوق CaCl2 بشكل تدريجي على عدة خطوات ، حيث أن إذابته عملية طاردة للحرارة.
  3. قم بمعايرة درجة الحموضة في المحلول إلى 6-8 باستخدام حمض الهيدروكلوريك (HCl) أو هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) إذا لزم الأمر.

3. تحضير الدم

ملاحظة: تم الحصول على دم الأغنام المستخدم في هذه الدراسة من بائع تجاري مدرج في جدول المواد. تم جمع الدم باستخدام إبرة 14 جم ، مع تقييد في وضع الوقوف الزراعي القياسي. استغرقت عملية التجميع من 10 إلى 12 دقيقة من إدخال الإبرة إلى الانتهاء. تم مضاد للتخثر في الدم ب 14 جزءا من CPD إلى 86 جزءا من الدم (تركيبة CPD: 26.3 جم / لتر من Na-Citrate ، و 25.2 جم من سكر العنب ، و 3 جم / لتر من حامض الستريك ، و 2.2 جم / لتر من فوسفات الصوديوم في الماء منزوع الأيونات [DI]). تم شحن كيس الدم طوال الليل في حاوية معزولة مع كمادات ثلج وتم استخدامه للتجربة في غضون 24 ساعة من الجمع.

  1. تحضير دم المتبرع به للاستخدام.
    1. ضع كيس الدم على منصة مائلة لمدة 15-30 دقيقة لخلط الدم برفق والسماح له بالوصول إلى درجة حرارة الغرفة (RT).
    2. ضع قضيب التحريك المغناطيسي في دورق أو حاوية من البولي كربونات مخصصة لنقل الدم.
    3. انقل الدم إلى الدورق من خلال مرشح نقل الدم لإزالة المجاميع الكبيرة. تعامل مع الدم برفق لمنع تلف المكونات الخلوية. صب الدم على طول جدران الحاوية لتجنب السقوط الحر وتقليل الصدمات الخلوية.
      ملاحظة: تخلص من الدم في حالة وجود جلطة كبيرة أو في حالة انسداد المرشح.
    4. ضع الدورق أو الحاوية على محرك مغناطيسي واضبط السرعة حتى يبدأ سطح الدم في الدوران برفق دون تكوين دوامة كبيرة. يقلب باستمرار لمدة 5 دقائق على الأقل.
    5. قم بقياس عدد الهيماتوكريت والصفائح الدموية للتأكد من أن القيم ضمن النطاق الطبيعي للأنواع.
  2. قم بإجراء المعايرة لتحديد تركيز CaCl2 المستهدف.
    ملاحظة: يتم تكلس الدم الكتري لتمكين اختبار التخثر والتخثر ، مع إضافة الهيبارين لمنع التخثر الجامح. وقت التخثر المنشط المستهدف (ACT) لبدء الاختبار هو 300 ثانية. يرجى ملاحظة أن قيم ACT المرجعية الواردة في هذا القسم تم الحصول عليها باستخدام دم الأغنام المتبرع بها وقد تختلف اعتمادا على الأنواع ومستوى مضادات التخثر المستخدمة أثناء الجمع. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تختلف قياسات ACT بين الأدوات32،33،34. قد تكون هناك حاجة إلى بعض التجربة والخطأ لتحديد نطاق ACT الأمثل لإعداد مختبر معين.
    1. نقل 2 مل من محلول 1 M CaCl2 المحضر و 0.5 مل من الهيبارين الصوديوم (1000 وحدة / مل) من عبوة الشركة المصنعة إلى أنابيب أجهزة الطرد المركزي الدقيقة لتجنب تلوث محاليل المخزون.
    2. نقل 10 مل من الدم إلى أنابيب اختبار 14 مل من مادة البولي بروبلين. قم بإعداد أربعة من هذه الأنابيب.
    3. لتحقيق تركيز الهيبارين 0.5 وحدة / مل في الدم ، أضف 5 ميكرولتر من الهيبارين الصوديوم إلى عينة الدم 10 مل.
    4. لتحقيق تركيز كالسيوم يبلغ 5 ملي مولار في الدم ، أضف 50 ميكرولتر من محلول 1 M CaCl2 إلى عينة الدم 10 مل. أثناء الاستغناء ، قم بتدوير طرف الماصة لتوزيع CaCl2 على مساحة أوسع.
    5. على الفور ، اقلب الأنبوب 10 مرات ، ولفه أفقيا (على سطح مستو أو بين راحة اليد) ، ثم اقلب 10 مرات أخرى لضمان الخلط الشامل.
    6. قم بقياس ACT باستخدام نظام تخثر الدم الكامل في نقطة الرعاية باتباع تعليمات الشركة المصنعة. يتراوح ACT الأولي عادة بين 400-500 ثانية.
    7. مع الحفاظ على تركيز الهيبارين ثابتا ، قم بزيادة تركيز CaCl2 (إلى حوالي 7-8 ملي مولار) لتحقيق ACT يبلغ 300 ثانية.
    8. تحقق من التركيز النهائي وACT الناتج في أنبوب منفصل من الدم.

4. إجراءات الاختبار المسبق

ملاحظة: تنطبق جميع الخطوات الموضحة في هذا القسم على القسمين 5 و6. قم بتنفيذ هذه الخطوات قبل تشغيل المضخة باستخدام ألبومين مصل الأبقار (BSA) أو الدم في الحلقة. نقل الدم بين الأوعية باستخدام التغذية بالجاذبية لتقليل الإجهاد الميكانيكي. تجنب استخدام مكبس الحقنة لدفع الدم ، لأن ذلك قد يخلق ضغطا مفرطا. بالإضافة إلى ذلك ، تجنب اختناق الدم من خلال الفتحات الضيقة لمنع تلف المكونات الخلوية.

  1. ملء وتصريف حلقة الاختبار
    1. قم بتوصيل خط تمديد 30 بوصة بمنفذ الحقن وقم بتوصيل برميل حقنة سعة 60 مل كقمع. افتح محبس الخزان ليكون بمثابة فتحة تهوية.
    2. صب السائل في القمع ، ورفعه حسب الحاجة لتسريع الحفظ. املأ الحلقة حتى 1-2 سم أسفل فتحة التهوية في الجزء العلوي من الكيس. أغلق فتحة التهوية ومحبس منفذ الحقن.
    3. للتصريف ، افتح فتحة التهوية ومحبس منفذ الحقن وقم بخفض القمع إلى ما دون مستوى المقعد. ارفع المضخة فوق منفذ الصرف لتفريغ السائل المتبقي.
  2. إلغاء تهوية حلقة الاختبار
    ملاحظة: قم بتنفيذ هذا الإجراء عند ملء الحلقة ب BSA أو الدم قبل بدء تشغيل المضخة.
    1. تأكد من عدم وجود هواء محاصر في أي مكان في الحلقة. قم بإزاحة فقاعات الهواء على الأسطح عن طريق النقر برفق على الأنبوب والخزان والضغط عليهما.
    2. في حالة تقييم مضخة دم التدفق المحوري ، قم بتدويرها في وضع رأسي لتحرير أي هواء عن طريق الطفو. إذا كنت تستخدم مضخة طرد مركزي ، فقم بقلبها رأسا على عقب وقم بتدويرها لضمان عدم احتجاز الهواء في مسارات التدفق الثانوية.
    3. افحص عن كثب الأقسام الأفقية للأنابيب والتقاطعات بين الأنابيب والموصلات للتأكد من عدم وجود فقاعات هواء.
    4. اضغط على الكيس الوريدي لقريب مستوى السائل من الجزء العلوي الضيق وقم بتثبيت الكيس بمرقئ عبر خط السوائل للتخلص من واجهة السائل والهواء. أغلق محبس فتحة التهوية.
  3. تجهيز خطوط الضغط ومنفذ أخذ العينات
    1. أغلق المحبس في نهاية خطوط الضغط ، وقم بإزالة أنبوب مقياس الضغط ، وقم بتوصيل حقنة سعة 3 مل. افتح محبس واسحب 1-2 مل من السائل في خط التمديد (حوالي 4 سم).
    2. أغلق المحبس وافصل المحقنة وأعد توصيل أنبوب مقياس الضغط. افتح محبس المحطة لتمكين قراءات الضغط.
    3. قم بتجهيز منفذ أخذ العينات باستخدام حقنة.
  4. تنظيف منافذ الحقن وأخذ العينات
    1. قص أو تمزيق منديل خال من النسالة إلى ثلاثة أجزاء متساوية. قم بلف زاوية جزء واحد لتشكيل طرف وإدخاله في المنفذ لامتصاص أي دم متبقي.
    2. قم بلف الجزء الثاني ، وقم بترطيبه بالمحلول الملحي ، وأدخل الطرف المبلل في المنفذ. قم بلفه حول المنفذ لإزالة كل الدم المتبقي.
    3. استخدم الجزء الثالث لامتصاص أي محلول ملحي متبقي في المنفذ.
      ملاحظة: قم بإجراء التنظيف هذا فور سحب عينة الدم أو عند وجود دم متبقي في المنافذ.

5. تخميل الأسطح الملامسة للدم

  1. املأ الحلقة بمحلول BSA بنسبة 1٪ وقم بتشغيل VAD لتدويره لمدة 30 دقيقة على الأقل.
  2. افحص الحلقة بحثا عن التسريبات وأعد تجميعها إذا لزم الأمر.
  3. قم بتصريف محلول BSA تماما لتجنب تخفيف الدم.

6. اختبار التخثر

  1. قم بإعداد حلقة الاختبار.
    1. املأ الحلقة ب 150 مل من الدم.
    2. قم بفك هواء الحلقة وقم بتجهيز خطوط الضغط ومنفذ أخذ العينات كما هو موضح في الخطوات 4.2-4.4.
    3. ابدأ تشغيل المضخة بسرعة منخفضة وقم بتشغيلها لمدة 5 ثوان تقريبا لإخراج أي فقاعات هواء محاصرة داخل المضخة ، ثم أوقف المضخة.
    4. إذا ظهرت أي فقاعات في الكيس ، كرر الخطوة 4.2 لإجراء إزالة البث مرة أخرى.
    5. أعد تشغيل المضخة بسرعة منخفضة لتدوير الدم في الحلقة.
  2. أضف الهيبارين إلى الدم في الحلقة.
    1. نقل 1 مل من الهيبارين الصوديوم (1000 وحدة / مل) و 1.5 مل من حمض الإيثيلين ديامين تترا أسيتيك (EDTA ؛ 0.5 م) من عبوة الشركة المصنعة إلى أنابيب منفصلة لسهولة التعامل معها أثناء الاختبار.
    2. استخدم المنفذ العرضي لمحبس ثلاثي الاتجاهات لإدارة المواد في الحلقة باستخدام حقنة. قم بتدوير قفل اللور الذكر على محبس التثبيت بحيث يكون منفذ الحقن متجها لأعلى لاحتجاز فقاعات الهواء في الأعلى.
    3. حقق تركيز الهيبارين 0.5 وحدة / مل في الحلقة عن طريق إضافة 75 وحدة من الهيبارين الصوديوم إلى 150 مل من الدم. قم بشفط 75 وحدة من الهيبارين (75 ميكرولتر في حالة استخدام تركيز 1000 وحدة / مل) في ماصة دقيقة وتوزيعها في حقنة سعة 3 مل عن طريق توزيع الماصة في نفس الوقت وسحب مكبس المحقنة. تأكد من نقل كل السوائل دون انسكاب.
    4. قم بتوصيل المحقنة بمنفذ الحقن عبر قفل اللور ، بحيث يكون المنفذ متجها لأعلى وطرف المحقنة متجها عموديا لأسفل. اسحب مكبس المحقنة لملئه بالدم واخلط الهيبارين بالدم أثناء شفط أي هواء في المحقنة. اسمح لفقاعة الهواء بالارتفاع إلى أعلى المحقنة. حقن الخليط في الحلقة ، مع ضمان عدم دخول الهواء.
    5. نقل الدم داخل وخارج المحقنة 4-5 مرات للتأكد من أن الدم الهباريني لا يبقى محصورا في المساحة الموجودة في المنفذ. تأكد من عدم دخول الهواء إلى الحلقة.
  3. معايرة ACT من الدم في حلقة.
    1. حقق تركيزا أوليا للكالسيوم يبلغ 5 ملي مولار في الحلقة عن طريق إضافة 750 ميكرولتر من محلول 1 M CaCl2 إلى 150 مل من الدم باستخدام نفس إجراء الهيبارين.
      1. قد يبدأ الدم المتعرض لتركيزات عالية من الكالسيوم في التخثر في المحقنة. حقن السائل بسرعة بعد إزالة الهواء المتبقي. اختياريا ، قم بتخفيف CaCl2 في المحقنة ب 1 مل من محلول ملحي مخزن TRIS لتقليل خطر التخثر المبكر.
    2. اسمح لكلوريد الكالسيوميوم2 المحقون بالدوران في الحلقة لمدة دقيقتين على الأقل قبل سحب عينة دم لقياس ACT الأولي.
    3. قم بتوصيل حقنة سعة 1 مل بمنفذ أخذ العينات. اسحب 0.5 مل من فضلات الدم وتخلص منها لإزالة الدم الراكد من المنفذ.
    4. قم بتوصيل حقنة جديدة سعة 1 مل ، واسحب 0.5 مل من الدم لتحليلها ، وقم بقياس ACT. قم بتنظيف منفذ أخذ العينات باستخدام الإجراء الوارد في الخطوة 4.4.
    5. راجع قيم المعايرة بالتحليل الحجمي في الخطوة 3.2 لإبلاغ تركيز كلوريد الكالسيوم2 المستهدف. زيادة تركيز الكالسيوم بشكل تدريجي لتحقيق ACT 300 ثانية. تجنب إضافة الكمية الكاملة من CaCl2 دفعة واحدة لمنع التخثر السريع.
      ملاحظة: في الاختبار المستخدم في هذه الدراسة ، أدى تركيز الكالسيوم الأولي البالغ 5 ملي مولار إلى ACT من 450 ± 50 ثانية ، وينتج عن التركيز النهائي البالغ 7-8 ملي مولار ACT من 300 ± 20 ثانية. في حين أن هذه الاستجابة قد تختلف ، تهدف إلى جعل ACT إلى أو أقل من 300 ثانية لبدء الاختبار.
  4. ابدأ الاختبار.
    1. بمجرد تحقيق ACT البالغ 300 ثانية في الحلقة ، ابدأ اختبار 1-ساعة. اضبط المضخة على معدل التدفق والضغط المطلوبين عن طريق تعديل سرعة الدوار وتنظيم المقاومة باستخدام مشبك هوفمان.
    2. قم بقياس ACT كل 15 دقيقة باتباع الخطوات 6.3.3-6.3.4.
    3. إذا انخفض ACT إلى أقل من 200 ثانية، فقم بحقن 25 وحدة إضافية من الهيبارين الصوديوم في الحلقة.
  5. إنهاء الاختبار.
    1. في نهاية 1 ساعة ، قم بحقن EDTA في الحلقة لمنع المزيد من التخثر ، واستهداف تركيز نهائي يبلغ 5 ملي مولار في الدم. (حقن 1.5 مل في حالة استخدام محلول EDTA 0.5 M.)
    2. اترك EDTA يدور ويخلط لمدة دقيقتين ، ثم أوقف المضخة.
  6. افصل المضخة واشطفها.
    1. قم بتثبيت الأنبوب المتصل بمدخل ومخرج المضخة باستخدام مرقئ الدم ، ووضع المشابك على بعد 3-4 سم من أشواك المدخل والمخرج.
    2. افصل الأنبوب بعناية لتحرير المضخة.
    3. صفي الدم من المضخة وتدفق حلقة في وعاء.
    4. اغسل أي دم متبقي من المضخة عن طريق تغذية الجاذبية أو سحب المحلول الملحي من خلال مدخل ومخرج المضخة.
      ملاحظة: يتم تنفيذ الخطوتين 6.7 و6.8 بشكل متزامن.
  7. افحص مسار تدفق المضخة.
    1. التقط صورا لمدخل ومخرج المضخة باستخدام كاميرا المنظار / المنظار.
    2. قم بتفكيك المضخة (إن أمكن). اغسل المكونات في حمام ملحي وافحص بحثا عن الجلطة باستخدام منظار تشريح أو عدسة ماكرو.
    3. تصوير الأسطح الملامسة للدم للتوثيق.
      ملاحظة: يعد الفحص المتسق والتوثيق الشامل أمرا بالغ الأهمية للاختبار المقارن.
  8. تصفية الدم المستخدم.
    1. قم بقص قطعة من قماش شبكي من النايلون 100 ميكرومتر كبيرة بما يكفي لتغطية فتحة حاوية الصيد.
    2. ضع الشبكة فوق الحاوية مع ستارة طفيفة للسماح للدم بالتدفق من خلالها بشكل فعال. قم بتأمين حواف الشبكة لمنعها من الانزلاق أثناء الترشيح.
    3. مرر الدم المستخدم من خلال شبكة النايلون. تخلص من الدم وفقا لإرشادات المؤسسة لمعالجة النفايات البيولوجية.
    4. افحص الشبكة بحثا عن الجلطة التي تم التقاطها وتوثيق النتائج.
  9. استعد للتحليل النسيجي.
    1. إذا تم التخطيط للتحليل النسيجي ، فقم بإصلاح أي جلطة في محلول الفورمالين باتباع إجراءات السلامة المناسبة.
      تنبيه: استخدم دائما غطاء الدخان عند التعامل مع الفورمالديهايد.

7. إجراء التنظيف

  1. تفكيك حلقة التدفق. تخلص من كيس الدم والأنابيب البلاستيكية.
  2. انقع جميع المكونات الأخرى الملامسة للدم (الموصلات ، محبس القفل ، أقفال اللور ، إلخ) في محلول منظف مسحوق نشط بالإنزيم بنسبة 1٪ طوال الليل. اشطفها بماء الصنبور الدافئ ، متبوعا بماء DI ، وجففها في الهواء.
    1. إذا بقيت الجلطات ، قم بصوتنة المكونات في محلول المنظف. اشطفها جيدا وجففها في الهواء.
  3. نظف المضخة.
    1. إذا كان من الممكن تفكيك المضخة ، فقم بنقع المكونات الملامسة للدم وصوتنة بمحلول منظف / مزيل شحوم لجميع الأغراض بنسبة 1٪ ، متبوعا بمحلول منظف مسحوق نشط بالإنزيم بنسبة 1٪.
    2. إذا تعذر تفكيك المضخة ، فقم بتوصيلها بحلقة تدفق جديدة مملوءة بمحاليل التنظيف وقم بتشغيلها بسرعة عالية لمدة 30 دقيقة على الأقل. كرر حسب الضرورة.
  4. اشطف المضخة جيدا بماء الصنبور الدافئ ، متبوعا بماء DI ، وجففها في الهواء.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

يتيح التنفيذ الناجح لهذا البروتوكول تحديد المناطق الموضعية لترسب الصفائح الدموية ، مما يكشف عن البقع الإشكالية داخل مسار تدفق المضخة. يسمح التطبيق المتسق لهذا البروتوكول بإجراء تحسينات تدريجية من خلال معالجة هذه "النقاط الساخنة" المحددة.

على سبيل المثال ، أثناء تطوير PediaFlow PF5 VAD ، واجهنا تحديات في تلميع جانب الضغط يدويا لدوارات الجزء الثابت بسبب الحجم المصغر للمكونات. سلطت اختبارات تجلط الدم في المختبر الضوء على هذه المشكلة ، حيث لوحظ ترسب الصفائح الدموية باستمرار على طول جذور ا...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

دائما ما تكون التجربة الأولى على الإنسان لمضخة جديدة مسعى محفوفا بالمخاطر ، حيث لا يمكن للدراسات قبل السريرية أن تتنبأ بشكل موثوق بتجلط الدم في أجهزة المساعدة البطينية لدىالبشر 26. والجدير بالذكر أن بعض أجهزة المساعدة البطينية التي أظهرت التحرر من تجلط الدم في التجارب على أظهرت لاحقا تجلطا كبيرا في الاستخدام السريري36. يوفر نظام الاختبار القوي في المختبر المصمم خصيصا لإثارة تجلط الدم فرصة قيمة لتحديد عيوب التصميم أو التصنيع المحتمل...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

تعمل S.E.O. حاليا كمستشارة لشركة Magenta Medical وكانت سابقا مستشارة في Boston Scientific. لا يوجد مؤلفون آخرون لديهم أي إفصاحات مالية ذات صلة أو تضارب في المصالح للإبلاغ عنها.

شكر وتقدير

تم دعم هذا العمل من قبل R01HL089456 منح المعاهد الوطنية للصحة ومشروع اكتساب البحوث الطبية للجيش الأمريكي رقم W81XWH2010387.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
أنابيب اختبار 14 مل Falcon352059أنابيب اختبار البولي بروبيلين ذات القاع المستدير مع غطاء مفاجئ
1-طريقة محبسQosina99759قفل لور أنثى ، ذكر لور مع قفل الدوران
3-waystopcock Qosina997712 أقفال لورير أنثى ، دوار ذكر Luer Lock
ACT + كوفيت ل HemochronWerfen000JACT +45 / Box
لجميع الأغراض منظف / مزيل الشحومبسيط أخضر2710200613005منظف ومزيل شحوم أخضر بسيط. استخدم محلول 1٪.
موصلات شائكةQosina73311المواد: البولي كربونات; ¼ ” س ¼ ” موصل مستقيم
موصلات شائكة ث / قفل لورQosina73316المواد: بولي كربونات. ¼ ” س ¼ ” موصل مستقيم مع قفل لور
ألبومين مصل الأبقار (BSA)الكيماويات العلمية الحراريةAAJ6465522أو ما يعادلها
من كلوريد الكالسيوم ، CaCl 2< / sub>Thermo Scientific ChemicalsAA89866-30اللامائية ، & ge ؛ نطاق تشريح ACS بنسبة 96.0
٪ (موصى به)أوليمبوسhttps://www.olympus-lifescience.com/en/technology/museum/micro/1984/أوليمبوس SZH10 (تكبير تكبير مستمر 7x - 70x) أو
DPBS مماثل (بدون الكالسيوم والمغنيسيوم)Gibco14200075محلول ملحي مخزن بالفوسفات من Dulbecco ، بدون كالسيوم ، بدون مغنيسيوم ، 10X (يجب تخفيفه إلى 1X قبل الاستخدام)
EDTAQuality Biological351-027-721EA0.5 م ، درجة الحموضة 7.0 &ndash ؛ 8.0 (حمض الإيثيلين ديامين تترا أسيتيك) المنظار
الداخلي / بورسكوب / كاميرا منظار الأذن (اختياري)Bebirdhttps://bebird.com/products/earsight-pro-ear-wax-removers3 & ndash ؛ قطر المسبار 4 مم
مسحوق التنظيف النشط بالإنزيمAlconox1304-1Alconox Tergazyme. استخدم محلول 1٪.
خط التمديد ، 30 بوصة  ؛3621830 "الطول,  أنثى قفل لور إلى ذكر luer
قفل خط التمديد, 6"Qosina 362126 "الطول,  أنثى قفل لور إلى الذكور قفل
لور أنثى قفل لور, الشائكةQosina11548يناسب 1/8 بوصة ID الأنابيب; المواد: بولي كربونات;
مقياس التدفقعبر الصوتhttps://www.transonic.com/t402-t403-consolesTS410 وحدة
HemostatFisherbrand13-820-004قفل الإرقاء بطول طرف لا يقل عن 5 سم
التعبئة والتغليف الهيبارين الصوديومMcKesson949513تركيز 1000 U / مل
Hoffman clampHumboldtH8720كيس IV المشبك ذو الخيوط
(خزان الدم المتوافق)Qosina51494المواد: PVC ، 2 منافذ أنبوب 0.258 "معرف. يتم تعديل الكيس سعة 100 مل باستخدام مناديل مانعة للتسرب حراري
الوبرKimberly-Clark Professional34120Kimtech Science Mopers
Magnetic SolterINTLLABMS-500أو ما شابه
ذلك من قفل لور ذكر ، شائكةQosina11549يناسب 1/8 بوصة أنابيب معرف ؛ المواد: بولي كربونات.
مقياس الضغط (الرقمي)Sper Scientific840081SPER-840081 أو شبكة
ترشيح نايلونمماثلة McMaster-Carr9318T21100-& mu ؛ م (0.0039 بوصة) حجم الافتتاح
دم الأغناملامباير7209004الدم الكامل للمتبرع ، مضاد للتخثر مع ACD 14:86 ، يتم شحنها بين عشية وضحاها
تسرب حراري للأكياس البلاستيكيةUlineH-190Uline H-190 أو ما شابه ذلك (بدون قاطع)
مطاط السيليكونSmooth-On & nbsp ؛B00IRC1YI0Sil-Poxy أو حقنة مماثلة
مع قفل لور ، 1 ملحقنة يدوية Fisher Scientific14-955-646حقنة يدوية Fisherbrand بدون إبرة لأغراض البحث
حقنة مع قفل لور ، 3 ملحقنة يدوية Fisher Scientific14-955-457حقنة يدوية Fisherbrand بدون إبرة لأغراض البحث
حقنة مع قفل لور ، 60 ملفيشر Scientific14-955-461حقنة يدوية من فيشربراند بدون إبرة لأغراض البحث
نقل الدمشركة Haemonetics Corporation SQ40S / SQ40NSHaemonetics Corporation SQ40S مرشح نقل الدم المالح
الكيميائية العلمية الحراريةالمخزنةAAJ62938K2TBS 10x (يجب تخفيفها إلى 1X قبل الاستخدام) ، درجة الحموضة 7.4
الأنابيبTygonADF00017Tygon ND-100-65 الأنابيب (درجة طبية)
مستشعر التدفق بالموجات فوق الصوتيةعبر https://www.transonic.com/hqxl-flowsensorsحدد طراز مستشعر التدفق المناسب لحجم الأنبوب المستخدم. مستشعر المشبك ME6PXL يناسب 3/8 بوصة أنابيب OD. تتم معايرة المستشعر بواسطة Transonic لسائل الاختبار (على سبيل المثال ، الدم في   ؛ 24C) ودرجة الأنابيب (على سبيل المثال Tygon ND-100-65)
سونيكاتير بالموجات فوق الصوتية (اختياري)برانسون الموجات فوقCPX952238Rبرانسون CPX2800H أو نظام
VADPediaFlowPF5نظام VAD المراد اختباره ؛ يشمل المضخة ووحدة التحكم
نظام تخثر الدم الكاملWerfenhttps://www.werfen.com/na/en/point-of-care-testing-devices/ACT-machine-hemochron-signature-eliteHemochron Signature Elite أو Signature Jr
خدمات الدقيقة خالية من مانع لاصق مرشح TRIS المواد الصوتية المماثل

المراجع

  1. Kirklin, J. K., et al. Eighth annual INTERMACS report Special focus on framing the impact of adverse events. J Heart Lung Transplant. 36 (10), 1080-1086 (2017).
  2. Kormos, R. L., et al. The Society of Thoracic Surgeons Intermacs Database Annual Report: Evolving indications, outcomes, and scientific partnerships. Ann Thorac Surg. 107 (2), 341-353 (2019).
  3. Leiderman, K., Fogelson, A. An overview of mathematical modeling of thrombus formation under flow. Thromb Res. 133 (SUPPL. 1), S12-S14 (2014).
  4. Anand, M., Rajagopal, K. A short review of advances in the modelling of blood rheology and clot formation. Fluids. 2 (3), 35(2017).
  5. Belyaev, A. V., Dunster, J. L., Gibbins, J. M., Panteleev, M. A., Volpert, V. Modeling thrombosis in silico: Frontiers, challenges, unresolved problems and milestones. Phys Life Rev. 26- 27, 57-95 (2018).
  6. Manning, K. B., Nicoud, F., Shea, S. M. Mathematical and computational modeling of device-induced thrombosis. Curr Opin Biomed Eng. 20, 100349(2021).
  7. Wu, W. T., Yang, F., Wu, J., Aubry, N., Massoudi, M., Antaki, J. F. High fidelity computational simulation of thrombus formation in Thoratec HeartMate II continuous flow ventricular assist device. Sci Rep. 6 (Decemeber), 1-11 (2016).
  8. Méndez Rojano, R., Lai, A., Zhussupbekov, M., Burgreen, G. W., Cook, K., Antaki, J. F. A fibrin enhanced thrombosis model for medical devices operating at low shear regimes or large surface areas. PLoS Comput Biol. 18 (10), e1010277(2022).
  9. Taylor, J. O., Meyer, R. S., Deutsch, S., Manning, K. B. Development of a computational model for macroscopic predictions of device-induced thrombosis. Biomech Model Mechanobiol. 15 (6), 1713-1731 (2016).
  10. Strong, A. B., Stubley, G. D., Chang, G., Absolom, D. R. Theoretical and experimental analysis of cellular adhesion to polymer surfaces. J Biomed Mater Res. 21 (8), 1039-1055 (1987).
  11. Sorensen, E. N., Burgreen, G. W., Wagner, W. R., Antaki, J. F. Computational simulation of platelet deposition and activation: I. Model development and properties. Ann Biomed Eng. 27 (4), 436-448 (1999).
  12. Wu, W. -T., Jamiolkowski, M. A., Wagner, W. R., Aubry, N., Massoudi, M., Antaki, J. F. Multi-constituent simulation of thrombus deposition. Sci Rep. 7 (1), 42720(2017).
  13. Yamane, T. How Do We Select Materials. Mechanism of Artificial Heart. , Springer. Tokyo. (2016).
  14. Sin, D., Kei, H., Miao, X. Surface coatings for ventricular assist devices. Expert Rev Med Devices. 6 (1), 51-60 (2009).
  15. Zhang, M., Tansley, G. D., Dargusch, M. S., Fraser, J. F., Pauls, J. P. Surface coatings for rotary ventricular assist devices: A systematic review. ASAIO J. 68 (5), 623-632 (2022).
  16. Linneweber, J., Dohmen, P. M., Kerzscher, U., Affeld, K., Nosé, Y., Konertz, W. The effect of surface roughness on activation of the coagulation system and platelet adhesion in rotary blood pumps. Artif Organs. 31 (5), 345-351 (2007).
  17. Jayaraman, A., Kang, J., Antaki, J. F., Kirby, B. J. The roles of sub-micron and microscale roughness on shear-driven thrombosis on titanium alloy surfaces. Artif Organs. 47 (3), 490-501 (2023).
  18. Jamiolkowski, M. A., Pedersen, D. D., Wu, W., Antaki, J. F., Wagner, W. R. Visualization and analysis of biomaterial-centered thrombus formation within a defined crevice under flow. Biomaterials. 96, 72-83 (2016).
  19. Zhussupbekov, M., Wu, W. -T., Jamiolkowski, M. A., Massoudi, M., Antaki, J. F. Influence of shear rate and surface chemistry on thrombus formation in micro-crevice. J Biomech. 121, 110397(2021).
  20. ASTM F1841-19: Standard practice for assessment of hemolysis in continuous flow blood pumps. , ASTM International. At https://www.astm.org/f1841-19.html (2019).
  21. Sarode, D. N., Roy, S. In vitro models for thrombogenicity testing of blood-recirculating medical devices. Expert Rev Med Devices. 16 (7), 603-616 (2019).
  22. Swier, P., Bos, W. J., Mohammad, S. F., Olsen, D. B., Kolff, W. J. An in vitro test model to study the performance and thrombogenecity of cardiovascular devices. ASAIO Trans. 35 (3), 683-686 (1989).
  23. Schima, H., et al. In vitro investigation of thrombogenesis in rotary blood pumps. Artif Organs. 17 (7), 605-608 (1993).
  24. Tayama, E., et al. In vitro thrombogenic evaluation of centrifugal pumps. Artif organs. 21 (5), 418-420 (1997).
  25. Paul, R., et al. In vitro thrombogenicity testing of artificial organs. Int J Artif Organs. 21 (9), 548-552 (1998).
  26. Jamiolkowski, M. A., Snyder, T. A., Perkins, I. L., Malinauskas, R. A., Lu, Q. Preclinical device thrombogenicity assessments: Key messages from the 2018 FDA, industry, and academia forum. ASAIO J. 67 (2), 214-219 (2021).
  27. Maruyama, O., Tomari, Y., Suciyama, D., Nishida, M., Tsutsui, T., Yamane, T. Simple in vitro testing method for antithrombogenic evaluation of centrifugal blood pumps. ASAIO J. 55 (4), 314-322 (2009).
  28. Olia, S. E., et al. Preclinical performance of a pediatric mechanical circulatory support device: The PediaFlow ventricular assist device. J Thorac Cardiovasc Surg. 156 (4), 1643-1651.e7 (2018).
  29. Borovetz, H. S., Olia, S. E., Antaki, J. F. Toward the Development of the PediaFlowTM Pediatric Ventricular Assist Device: Past, Present, Future. Appl Eng Sci. 11, 100113(2022).
  30. Herbertson, L. H., et al. Multilaboratory study of flow-induced hemolysis using the FDA benchmark nozzle model. Artif Organs. 39 (3), 237-248 (2015).
  31. Olia, S. E., Herbertson, L. H., Malinauskas, R. A., Kameneva, M. V. A reusable, compliant, small volume blood reservoir for in vitro hemolysis testing. Artif Organs. 41 (2), 175-178 (2017).
  32. Doherty, T. M., Shavelle, R. M., French, W. J. Reproducibility and variability of activated clotting time measurements in the cardiac catheterization laboratory. Catheter Cardiovasc Interv. 65 (3), 330-337 (2005).
  33. Chia, S., Van Cott, E. M., Raffel, C. O., Jang, I. -K. Comparison of activated clotting times obtained using Hemochron and Medtronic analysers in patients receiving anti-thrombin therapy during cardiac catheterisation. Thromb Haemost. 101 (03), 535-540 (2009).
  34. Li, H., Serrick, C., Rao, V., Yip, P. M. A comparative analysis of four activated clotting time measurement devices in cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. Perfusion. 36 (6), 610-619 (2021).
  35. Hastings, S. M., Ku, D. N., Wagoner, S., Maher, K. O., Deshpande, S. Sources of circuit thrombosis in pediatric extracorporeal membrane oxygenation. ASAIO J. 63 (1), 86-92 (2017).
  36. Starling, R. C., et al. Unexpected abrupt increase in left ventricular assist device thrombosis. N Engl J Med. 370 (1), 33-40 (2014).
  37. Hastings, S. M., Deshpande, S. R., Wagoner, S., Maher, K., Ku, D. N. Thrombosis in centrifugal pumps: Location and composition in clinical and in vitro circuits. Int J Artif Organs. 39 (4), 200-204 (2016).
  38. Patel, M., Jamiolkowski, M. A., Vejendla, A., Bentley, V., Malinauskas, R. A., Lu, Q. Effect of temperature on thrombogenicity testing of biomaterials in an in vitro dynamic flow loop system. ASAIO J. 69 (6), 576-582 (2023).
  39. ASTM F2888-19: Standard practice for platelet leukocyte count-An in-vitro measure for hemocompatibility assessment of cardiovascular materials. , ASTM International. Available from: https://www.astm.org/f2888-19.html (2019).
  40. Patel, M., Serna, C., Parrish, A., Gupta, A., Jamiolkowski, M., Lu, Q. Alternative anticoagulant strategy to improve the test sensitivity of ASTM F2888-19 standard for platelet and leukocyte count assay. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 112 (12), e35514(2024).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة