نقدم نموذجا خارج الجسم الحي لتركيب الصمامات التاجية الخروف في جهاز محاكاة نابض لتقييم وظيفة الصمام في ظل الظروف الفسيولوجية. يتيح هذا الإعداد التقييم الكمي لديناميكيات الصمام التاجي باستخدام الأنسجة البيولوجية في تكوين قابل للتكرار ودقيق تشريحيا.
Method Article
نقدم نموذجا خارج الجسم الحي لتركيب الصمامات التاجية الخروف في جهاز محاكاة نابض لتقييم وظيفة الصمام في ظل الظروف الفسيولوجية. يتيح هذا الإعداد التقييم الكمي لديناميكيات الصمام التاجي باستخدام الأنسجة البيولوجية في تكوين قابل للتكرار ودقيق تشريحيا.
لا يزال إصلاح الصمام التاجي الجراحي إجراء صعبا. على الرغم من تحديد العديد من تقنيات الإصلاح ، إلا أن البيانات التي تقارن آثارها الديناميكية الدموية غير موجودة. تستخدم أجهزة نسخ النبض المتوفرة تجاريا بشكل شائع لمحاكاة الدورة الدموية من خلال صمامات القلب الميكانيكية أو المطبوعة ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك ، نظرا للهيكل المحدد وآلية عمل الصمام التاجي ، تتطلب التجارب على التقنيات الجراحية استخدام الأنسجة البيولوجية. تعتبر الصمامات التاجية خارج الجسم الحي مناسبة لمثل هذه التجارب ، لكن طرق تركيب هذه الصمامات على نظام الناسخ النبضي (PDS) ليست محددة جيدا. لمعالجة هذا الأمر ، قمنا بتعديل النظام عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد وقولبة السيليكون كحامل صمام تاجي. قمنا باستئصال الصمام التاجي من قلب الحمل لكل تجربة ، بما في ذلك جهاز الحلقة وتحت الصمام. قمنا بزرعها في منطقة الصمام الأذيني البطيني (الابتراضي) لآلة الاختبار باستخدام حامل السيليكون. تمت محاكاة توتر العضلات الحليمي عن طريق ربط الغرز حول الوصلات الحبلمية وتمرير هذه الغرز عبر فتحة التحرير في الجزء السفلي من الغرفة البطينية. تم إجراء الاختبار الأولي لكفاءة الصمام بمعدل ضربات قلب 120 نبضة في الدقيقة ونتاج قلبي قدره 2 لتر / دقيقة. تم قياس ارتجاع الصمام وتدرج الضغط بين الغرف الأذينية والبطينية باستخدام مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية الناسخة النبضية والتحقق من صحتها باستخدام تخطيط صدى القلب. أظهر اختبار الدورة الدموية الأساسي وظيفة صمام متسقة عبر خمس تجارب ، بمتوسط جزء قلس يبلغ 21.1٪ وتدرجات نقالية مشتقة من الصدى تتراوح من 5.15 إلى 8.13 مم زئبق. اختلفت أحجام السكتة الدماغية ومعدلات ذروة التدفق بين العينات ، مما يعكس التباين الفسيولوجي داخل نموذج الأطفال.
تطور إصلاح الصمام التاجي بشكل كبير ، حيث تقدم التقنيات الجراحية المعاصرة فعالية معززة ونتائج محسنة على المدىالطويل 1. على الرغم من أن العديد من المراكز لديها استراتيجيات موحدة لإصلاح الصمام التاجي ، إلا أنه لا تزال هناك فجوة مستمرة في التقييم الشامل للتأثير الديناميكي الدموي لهذهالتدخلات 2. يتطلب تحسين استراتيجيات الإصلاح ، خاصة بالنسبة للحالات المعقدة تشريحيا أو حالات الأطفال ، نماذج تسمح بإجراء اختبار فسيولوجي خاضع للرقابة وقابل للتكرار.
كان الهدف الأساسي من هذه الدراسة هو تطوير نموذج قابل للتكرار خارج الجسم الحي باستخدام الصمامات التاجية البيولوجية ، مما يتيح تقييما دقيقا لديناميكيات الصمامات في ظل ظروف التدفق الفسيولوجي. لقد طورت أنظمة النسخ النبضي بشكل كبير مجال الميكانيكا الحيوية للصمامات من خلال تسهيل التحليل خارج الجسم الحي لوظيفة الصمام في ظل ظروف شبه فسيولوجية3،4،5. تم تطبيق هذه الأنظمة على الصمامات الأبهرية والرئوية ، ومؤخرا ، على الصمام التاجي. ومع ذلك ، فإن الهدف من تطوير هذه التقنية يأتي من التعقيد التشريحي والوظيفي الفريد للصمام التاجي ، وخاصة جهازه تحت الصمامي ، مما يتطلب نماذج دقيقة بيولوجيا. توجد مجموعة كبيرة من الأدبيات حول نماذج خارج الجسم الحي للصمام التاجي. ومع ذلك ، لا تقدم أي من هذه الدراسات وصفا مفصلا لتقنية الحصاد أو تسلط الضوء على الخطوات الحاسمة المطلوبة للحفاظ على السلامة الهيكلية للصمام التاجي والجهاز تحت الصمامي أثناء الاستخراج6،7. علاوة على ذلك ، تفتقر الأدبيات إلى الإرشادات العملية حول كيفية دمج الصمام المستأصل بنجاح في نظام ناسخ النبض ، وهو أمر ضروري لتحقيق محاكاة ديناميكية الدم ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية.
في جراحة القلب للبالغين ، تم تقييم العديد من تقنيات الإصلاح باستخدام نماذج ex vivo ، مثل الإصلاح من الحافة إلى الحافة ، واستبدال الوتر ، والتقريب الحليمي5. أسفرت هذه التقنيات عن رؤى ميكانيكية حيوية قيمة. في المقابل ، لا تزال تطبيقات طب الأطفال غير مستكشفة ، مع وجود دراسات محدودة فقط خارج الجسم الحي تتناول التشوهات الخلقية مثل الشقوق التاجية. أظهرت إحدى هذه الدراسات أهمية الإغلاق الكامل للشق لاستعادة كفاءة الصمام6.
هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص للباحثين والأطباء المهتمين بتقييم نتائج الإصلاح لأمراض الصمام التاجي الخلقية أو المعقدة في بيئة خاضعة للرقابة. من خلال حصاد الجهاز التاجي من قلوب الضأن ، التي تم اختيارها لتشابهها التشريحي مع صمامات الأطفال ، وتركيبها في حامل سيليكون مخصص داخل محاكي التدفق النابض ، يكرر النظام ديناميكا الدم الواقعية ويسمح بالاختبار التسلسلي. الأهم من ذلك ، أن هذا النموذج يتجنب التجارب على الحية ويوفر منصة قابلة للتكيف لمحاكاة القلس أو التضيق أو الشق أو الاندماج تحتالصمامي 8.
تم استخدام نظام النسخ النبضي Vivitro في هذه الدراسة لتقييم فعالية الصمام التاجي ومحاكاة وظيفة القلب. بدأ الإجراء بتنشيط برنامج النظام ، والذي تبعه اختيار معلمات الشكل الموجي المناسبة ، مثل نسبة الانقباضي إلى الانبساطي ، ومعدل ضربات القلب (النبضات في الدقيقة) ، والطول الموجي. تم إدخال الصمام التاجي لاحقا في غرفة اختبار الناسخ ، وتم توصيل جميع أجهزة الاستشعار المطلوبة. تم فتح ملف المعايرة ، وتم بدء تشغيل النظام في وقت واحد لضمان إزالة كل الهواء من المستشعرات والأنابيب بعد تثبيت المستشعر. من أجل ضمان قياسات دقيقة ، كان من الضروري أن تكون دائرة السوائل بأكملها خالية من الأكسجين ومملوءة بالكامل بمحلول ملحي. عندما كان النظام في حالة تشغيل مستقرة ، تم تغيير حجم السكتة الدماغية إلى 25 مل. بدأ الحصول على البيانات بتسجيل 10 دورات عندما تبين أن النظام لا يحتوي على تسريبات أو أخطاء. ثم تم تصدير البيانات التي تم إنشاؤها في شكل جدول بيانات لمزيد من التحليل. أصبح التقييم الكمي للدراسة أسهل من خلال قدرة النظام على حساب معظم المعلمات المطلوبة تلقائيا ، بما في ذلك حجم القلس والعديد من قياسات الضغط (الشكل 1 أ).
باختصار ، يقدم هذا النموذج خارج الجسم الحي نهجا موحدا ووثيق الصلة بيولوجيا لدراسة إصلاح الصمام التاجي ، وسد الفجوة بين النمذجة في السيليكو والاختبار في الجسم الحي ، وتوسيع القيمة الانتقالية للابتكار الجراحي.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
أجريت هذه الدراسة باستخدام قلوب الضأن التي تم الحصول عليها بعد الوفاة من مسلخ مرخص. وفقا لقرار لجنة الأخلاقيات المحلية لتجارب بجامعة اسطنبول - جراح باشا (2025/11) ، يندرج هذا العمل تحت الإعفاء الموضح في المادة 8 (8-k1) من توجيه HADYEK وبالتالي لا يتطلب موافقة أخلاقية.
1. إعداد التجربة
2. حصاد الصمام التاجي
3. وضع الصمام التاجي في قالب السيليكون
4. الاختبار الأولي (النموذج الأساسي)
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تم الحصول على بيانات ديناميكية الدم الأساسية من خمس تجارب خارج الجسم الحي باستخدام الصمامات التاجية الأصلية المثبتة في حامل سيليكون مخصص داخل نظام ناسخ النبض. تم دمج النموذج في ظل ظروف فسيولوجية موحدة للأطفال (النتاج القلبي: 2 لتر / دقيقة ؛ معدل ضربات القلب: 120 نبضة في الدقيقة) ، وتم إجراء التقييمات الوظيفية باستخدام محولات الضغط والتصوير تخطيط صدى القلب.
تراوح جزء القلس من 15.9٪ إلى 26.6٪ ، بمتوسط 21.1٪ ± 5.3٪. تباين حجم السكتة الدماغية اختلافا كبيرا عبر العينات (متوسط: 42.8 مل ؛ SD...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
كان الهدف من هذه الدراسة هو تطوير نموذج يكرر الصمام التاجي في حالة ديناميكا الدم لدى الأطفال ، والذي وجه اختيارنا لاستخدام قلوب الضأن كأساس تجريبي. كان هذا الاختيار مدفوعا بالتشابه الوثيق في الأبعاد بين الصمام التاجي الضأن ومرضى الأطفال. من الناحية التشريحية ، يظهر قلب الحمل اتجاها أكثر إمالة بطنيا على طول محوره الطولي مقارنة بقلب الإنسان ويمتلك قمة حادة نسبيا تتكون بالكامل من البطينالأيسر 8. في حين تم الإبلاغ عن نسبة وزن القلب إلى وزن الجسم لدى البشر البالغين بحو...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح المالية ذات الصلة للإفصاح عنها.
نشكر بصدق KUTTAM ، مركز أبحاث جامعة كوتش للطب الانتقالي ، مختبر أبحاث أمراض القلب الخلقية ، على دعمهم الذي لا يقدر بثمن في توفير الوصول إلى نظام نسخ النبض المستخدم في هذه الدراسة. كان توفر هذا النظام المتقدم مفيدا في تمكين التقييمات الدقيقة للديناميكا الدموية والوظيفية التي يتم إجراؤها في جميع أنحاء بروتوكولاتنا التجريبية. تساهم هذه الموارد بشكل كبير في النهوض بأبحاث القلب والأوعية الدموية وتطوير مناهج مبتكرة في تقييم ميكانيكا الصمام التاجي والأداء.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 2-0 خياطة البوليستر المضفرة المطلية | Covidien | 88863230-56 | استقرار العضلات الحليمية أثناء اختبار |
| طابعة ثلاثية الأبعاد | Ultimaker | Ultimaker S3 | تستخدم لتصنيع قوالب السيليكون المخصصة |
| 5-0 خيوط البولي بروبلين الأحادية ، مزدوج السلاح | Covidien | VPF-720-X | خياطة الصمام إلى قالب السيليكون |
| DeBakey ملقط | غير رضحيAesculap | MB062R | مناولة الأنسجة أثناء تشريح |
| مسلخ Fresh Lamb Hearts | المرخص | و [مدش] ؛ | مصدر الصمامات التاجية الأصلية |
| مقص تشريح Mayo | Aesculap | BC252B | تشريح القلب العام |
| حامل الإبرة الدقيقة | Aesculap | FM538R | خياطة الصمام التاجي |
| مقص نيلسون-ميتزينباوم | Aesculap | BC606R | يستخدم لقطع الخياطة |
| نظام ناسخ النبض | ViVitro | Labs 18363 | محاكاة التدفق الفسيولوجي لاختبار الصمام |
| قوالب السيليكون | و [مدش] | حسب الطلب | يستخدم لتكرار الهندسة البطينية |
| محلول ملحي معقم (0.9٪) | Elabscience | PB180353 | وسيط لدائرة التروية |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission