Un modèle porcin ex vivo pour les essais hydrodynamiques de procédures expérimentales de valvules aortiques et de nouveaux dispositifs médicaux
25 août 2023
Nous présentons une méthode de montage d’une valve aortique porcine sur un duplicateur d’impulsions afin de tester ses propriétés hydrodynamiques. Cette méthode peut être utilisée pour déterminer le changement de l’hydrodynamique après l’application d’une procédure expérimentale ou d’un nouveau dispositif médical avant son utilisation dans un modèle animal de grande taille.
Il existe peu d’options pour tester de nouvelles procédures cardiaques et de nouveaux dispositifs médicaux d’investigation avant de les utiliser dans un modèle animal de grande taille. Notre protocole offre la possibilité d’affiner ces procédures et dispositifs dans un contexte biologiquement et anatomiquement pertinent avant de se lancer dans des études sur les grands animaux. D’autres techniques de montage d’une valve aortique sur un duplicateur d’impulsions nécessitent l’insertion ou la fixation d’une structure rigide sur l’anneau de la valve aortique, déformant ainsi les propriétés hydrodynamiques de la valve.
Notre protocole offre un moyen innovant de canuler le LVOT afin que toutes les propriétés hydrodynamiques mesurées soient valides. Cette méthode est conçue pour évaluer la viabilité des matériaux de substitution de feuillets pour une utilisation comme patch de réparation valvulaire ou prothèse. Il s’agit d’un outil essentiel pour nos futures recherches dans lesquelles nous développons des matériaux polymères biomimétiques destinés à être utilisés comme substitutifs durables de la valve avec des tissus natifs, comme les propriétés mécaniques et hydrodynamiques.
Consultez la transcription complète et accédez à des milliers de vidéos scientifiques
Aperçu
Cette étude présente une méthode novatrice pour monter une valve aortique porcine sur un duplicateur de pouls, permettant l'évaluation de ses propriétés hydrodynamiques. Cette technique permet d'analyser les modifications des caractéristiques hydrodynamiques après des procédures expérimentales ou l'application de nouveaux dispositifs médicaux, avant les essais sur grands animaux.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Recherche cardiovasculaire
- Essais de dispositifs médicaux
- Hydrodynamique
Contexte
- Peu d'options de test existent pour les procédures cardiaques avant les modèles chez les grands animaux.
- Les méthodes actuelles peuvent altérer les propriétés hydrodynamiques des valves.
- Des techniques innovantes de canulation sont nécessaires pour des évaluations précises.
- La recherche se concentre sur le développement de matériaux biomimétiques pour les substituts valvulaires.
Objectif de l'étude
- Fournir une méthode fiable pour tester l'hydrodynamique de la valve aortique.
- Évaluer la viabilité de matériaux pour la réparation ou la prothèse de valve.
- Affiner les dispositifs médicaux dans un contexte biologique pertinent.
Méthodes utilisées
- Monter une valve aortique porcine sur un duplicateur de pouls.
- Évaluer les propriétés hydrodynamiques sans déformer la valve.
- Analyser des matériaux de substitution des feuillets pour la réparation valvulaire.
- Utiliser des matériaux polymériques biomimétiques en recherche.
Résultats principaux
- La méthode préserve les propriétés hydrodynamiques de la valve aortique.
- Elle permet une mesure précise des modifications hydrodynamiques.
- Elle facilite le développement de substituts valvulaires durables.
- Elle fournit une base pour de futures études sur de grands animaux.
Conclusions
- La méthode proposée constitue un outil essentiel pour la recherche cardiaque.
- Elle améliore les tests de nouveaux dispositifs et procédures médicaux.
- Cette approche pourrait conduire à de meilleurs résultats en matière de réparation valvulaire et de prothèses.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
Le développement préclinique de dispositifs cardiaques et de procédures fait face à un fossé critique entre l'ingénierie en laboratoire et la validation chez les grands animaux, limitant souvent la confiance prédictive et augmentant les risques biologiques. Cette plateforme de test hydrodynamique ex vivo des valves porcines permet une évaluation rigoureuse et quantitative de l'impact des dispositifs et des procédures dans un système biologiquement pertinent avant les études animales. L'approche permet de réduire les risques d'ordre mécanistique et de trier les portefeuilles de candidats pour de nouvelles interventions sur la valve aortique et pour des biomatériaux prometteurs.
Applications stratégiques en R&D biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet la validation fonctionnelle de nouveaux matériaux de réparation valvulaire et de concepts de dispositifs dans un contexte anatomiquement pertinent.
- Permet une réduction mécanistique des risques en quantifiant la performance hydrodynamique avant et après l'intervention.
- Facilite l'évaluation comparative de matériaux ou de techniques candidats par rapport à des références valvulaires natives.
Développement de criblage et de tests
- Offre une plateforme standardisée et reproductible pour le développement d'essais hydrodynamiques et l'évaluation d'appareils.
- Génère des résultats quantitatifs tels que la fraction de régurgitation et les paramètres d'écoulement, permettant une comparaison objective.
- Permet l'optimisation itérative des prototypes d'appareils et des flux opératoires avant les études in vivo.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne l'évaluation préclinique des dispositifs et des biomatériaux avec les paramètres anatomiques et physiologiques pertinents pour la maladie.
- Permet une continuité allant du choix des matériaux en phase de découverte jusqu'à la validation préclinique de la performance fonctionnelle.
- Réduit le risque d'échec en phase avancée en identifiant les candidats sous-optimaux avant les essais sur animaux.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Cette méthode d'essai hydrodynamique ex vivo constitue un pont entre la phase initiale de découverte et la validation préclinique, en fournissant une étape cruciale du flux de travail entre l'ingénierie en laboratoire et les études chez les grands animaux.
- Biologie de la découverte : Quantifie l'impact des procédures ou matériaux expérimentaux sur la fonction valvulaire, soutenant ainsi la validation ciblée fondée sur des hypothèses.
- Criblage : Fournit des données hydrodynamiques reproductibles et quantitatives permettant d'orienter le choix et la sélection des candidats.
- Analyse : Permet la comparaison statistique des performances valvulaires avant et après une intervention, à l’aide de critères normalisés.
- Recherche translationnelle : Garantit que les dispositifs et matériaux candidats atteignent des seuils de performance physiologique avant de passer aux modèles animaux.
- Réutilisation en entreprise : Met en place une plateforme réutilisable pour stimuler l’innovation continue en matière de dispositifs, de biomatériaux et de procédés au sein des portefeuilles de R&D cardiovasculaires.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans l'évaluation des dispositifs et des biomatériaux.
- Valeur opérationnelle : Standardise les tests précliniques, améliorant la reproductibilité et la reproductibilité à l'échelle des projets.
- Valeur stratégique : Permet de prendre plus tôt des décisions d'orientation (go/no-go), optimisant l'allocation des ressources et réduisant l'abandon en phase avancée.
- Impact sur le portefeuille : Favorise la priorisation et l'avancement, ajustées au risque, des candidats à haute confiance.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en anatomie cardiaque, en dissection chirurgicale et en mesure hydrodynamique.
- Exige un accès à un instrument duplicateur de pouls et à une infrastructure analytique pour des lectures quantitatives.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles de préparation des échantillons et d'analyse des données.
- Une adaptation peut être nécessaire selon les types de valves ou les classes de dispositifs.
- L'utilisation de tissu frais est essentielle, car la fixation modifie les propriétés hydrodynamiques et peut fausser les résultats.
