מאמר שיטה

במבחנה בדיקת פקקת למכשירי עזר לחדרים

1.6K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/67731

⸱

21 במרץ 2025

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

במאמר זה

סיכום

אנו מציגים פרוטוקול שולחני לגרימת פקקת במכשירי עזר לחדרים (VAD) בתוך פלטפורמת בדיקה מחזורית. שיטה זו משמשת לזיהוי נקודות חמות טרומבוגניות בנתיב זרימת הדם ויכולה לסייע בשיפור עמידות לפקקת לקראת ניסויים פרה-קליניים במודלים של בעלי חיים.

תקציר

הסיכון לפקקת נותר דאגה משמעותית בפיתוח ושימוש קליני במכשירי עזר לחדרים (VADs). הערכות מסורתיות של פקקת VAD, בעיקר באמצעות מחקרים בבעלי חיים, הן יקרות וגוזלות זמן, מעלות חששות אתיים, ובסופו של דבר עשויות שלא לשקף במדויק את התוצאות האנושיות. כדי להתמודד עם מגבלות אלה, פיתחנו פרוטוקול בדיקה אגרסיבי במבחנה שנועד לעורר פקקת ולזהות אזורים פוטנציאליים בסיכון גבוה בנתיב זרימת הדם. פרוטוקול זה, המונע על ידי עבודתם של Maruyama et al., משתמש באסטרטגיה נוגדת קרישה שונה ומשתמש ברכיבים זמינים, מה שהופך אותו לנגיש לרוב המעבדות המבצעות בדיקות דם חוץ גופיות של VADs. הדגמנו את התועלת של שיטה זו באמצעות בדיקות איטרטיביות ושכלול של VAD ילדים מיניאטורי מרחף מגנטית (PediaFlow PF5). השיטה הייתה יעילה בזיהוי נקודות חמות טרומבוגניות שנגרמו על ידי פגמים בתכנון וייצור באבות טיפוס מוקדמים של VAD, מה שמאפשר שיפורים ממוקדים לפני התקדמות למחקרים בבעלי חיים. למרות מגבלותיו, כולל היעדר זרימה פועמת והשפעת מאפייני הדם של התורם, פרוטוקול זה משמש ככלי מעשי לפיתוח VAD בשלב מוקדם ולהפחתת סיכונים.

מבוא

מכשירי עזר לחדרים (VADs) הפכו לסטנדרט טיפול בחולים עם אי ספיקת לב מתקדמת, אך הסיכון לפקקת ושבץ נותר אתגר משמעותי 1,2. פקקת בתוך VADs מוערכת בדרך כלל במהלך ניסויים פרה-קליניים בבעלי חיים, שלמרות שהם בעלי ערך, מציגים עלויות משמעותיות ואתגרים לוגיסטיים. מחקרים אלה עתירי משאבים, גוזלים זמן ורגישים לפגם בודד המסכן את הבדיקה כולה ומחייב ניסויים נוספים. זה לא רק מגדיל את הנטל הכספי אלא גם מעלה חששות אתיים עקב הצורך בניסויים חוזרים ונשנים בבעלי חיים.

למרות שקיימים מודלים מספריים רבים לחיזוי שקיעת טסיות דםופקקת 3,4,5,6, רק מעטים מתאימים להדמיית היווצרות פקקת במכשירים בקנה מידה מאקרו כגון VADs 7,8,9. יתר על כן, מודלים קיימים מניחים בהכרח משטחים אידיאליים וגיאומטריות "אטומות למים" פשוטות, שאינן משקפות במדויק את המורכבות והפגמים של מכלולי משאבות בעולם האמיתי. כאשר לוקחים בחשבון אינטראקציות טסיות-משטח, מודלים מקרו-מקרו אלה משתמשים בדרך כלל בתכונות חומר שנקבעו באופן אחיד (בדרך כלל ממודלים כמקדם בתנאי גבול שטף פני השטח)10,11,12. כתוצאה מכך, מודלים מספריים אינם יכולים להוות תחליף מוחלט לניסויים בדם.

גם בחירת החומר וגם גימור פני השטח ממלאים תפקידים קריטיים בהדבקת טסיות הדם על משטחי VAD 13,14,15,16,17. פגמים כגון כתמים מחוספסים או אי סדרים יכולים לקדם הידבקות טסיות דם והיווצרות פקקת. בנוסף, סדקים בין רכיבים בנתיב הזרימה יכולים לשמש כנידוס לפקקת, ולספק סביבות מוגנות שבהן קרישים יכולים להיווצר ולגדול18,19. השימוש בשומן, חומרי סיכה או חומרי איטום במהלך ההרכבה יכול גם להוות סיכון, מכיוון שחומרים אלו עלולים לחלחל לנתיב הזרימה ולקיים אינטראקציה עם הדם, מה שמגביר עוד יותר את הסיכון לסיבוכים.

לכן, יש צורך בפרוטוקול בדיקה חוץ גופית מוגדר היטב שיכול להעריך באופן אמין את העמידות לפקקת של VADs לפני שהם נתונים לניסויים בבעלי חיים או לשימוש קליני. אמנם קיים תקן ASTM שאומץ באופן נרחב להערכת המוליזה20, אך לא קיים תקן כזה לבדיקת טרומבוגניות של VADs בתנאי הפעלה רלוונטיים מבחינה קלינית21. למרות מחקרים מכוננים מלפני שלושה עשורים המראים את ההיתכנות של בדיקת פקקת חוץ גופית למשאבות דם 22,23,24,25, ניסויים בבעלי חיים נמשכו כפרקטיקה דה פקטו להערכת פקקת עד היום 26. המכשול לאימוץ רחב יותר של שיטות במבחנה היה ככל הנראה האופי המורכב של קרישה, עם ריבוי גורמים מבלבלים שיכולים להשפיע על תוצאות הבדיקה, מה שהופך את זה למאתגר להבדיל בין פקקת משאבה פנימית לבין חפצים הנובעים ממגבלות מתודולוגיות וטעויות פרוצדורליות.

זה הניע אותנו לחלוק פרוטוקול מפורט כמדריך לניסויים להימנע ממלכודות, ובכך לקדם את השימוש בבדיקות חוץ גופיות ולהפחית את ההסתמכות על מחקרים בבעלי חיים. הפרוטוקול המתואר כאן, שנגזר מ-Maruyama et al.27, שוכלל ותוקף במהלך התכנון של הדורהחמישי של PediaFlow (PF5) VADלילדים 28,29. שיטת בדיקה זו הוכיחה את עצמה כחיונית בזיהוי וטיפול שיטתי בסיכונים טרומבוגניים פוטנציאליים באבות הטיפוס של VAD לקראת ניסויים בבעלי חיים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

דם מלא של בקרים ששימש במחקר זה התקבל מספק מסחרי ולכן לא דרש בדיקה של הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת קורנל.

1. בניית לולאת זרימת הבדיקה

הערה: עיין בטבלת החומרים לרשימה מפורטת של רכיבי לולאה וכל שאר החומרים המשמשים בפרוטוקול זה.

  1. שנה את השקית התוך ורידית (IV).
    1. השתמש באיטום חום מפלסטיק כדי לשנות שקית IV כדי להתאים את נפחה וצורתה, כפי שמתואר באיור 1.
      הערה: צורת השקית מקלה על הסרת האוויר ומאפשרת להדק את השקית עם המוסטט על פני קו הנוזל30,31. מיקום קו האיטום נבחר על סמך נפח ההתחלה של ה-VAD והצינורות כדי להשיג נפח תחול כולל של 150 מ"ל.
    2. הכניסו פתח אוורור על ידי ביצוע חתך של 4 מ"מ בחלק העליון של השקית. הכנס מנעול לואר נקבה דוקרני לתוך החתך ואטום את האתר עם דבק גומי סיליקון RTV. חבר תא עצירה חד כיווני למנעול הלואר.
  2. הרכיבו את לולאת הבדיקה באמצעות שקית ה-IV שהשתנתה, צינורות פוליוויניל כלוריד (PVC), מחברים דוקרניים מפוליקרבונט ותאי עצירה תלת-כיווניים וחד-כיווניים, כפי שמוצג באיור 1.
  3. חבר את מד לחץ הלחץ.
    1. חבר קווי הארכה בגודל 6 אינץ' ליציאות הלחץ בצד הכניסה והיציאה. חבר תא עצירה חד כיווני לקצה השני של קו ההארכה.
      הערה: תא העצירה מאפשר לנתק את צינור המונומטר כדי למלא את קו ההארכה בנוזל לפני הפעלת המשאבה, כמתואר בשלב 4.3.
    2. חבר קצה אחד של כל צינור בקוטר פנימי (ID) בגודל 1/8 אינץ' לדוקרני מנומטר והכנס התאמת לואר זכר לקצה השני.
    3. חבר אביזרי לואר זכריים לעצורים החד-כיווניים. פתח את פקקי העצירה כדי לאפשר קריאות לחץ.
  4. החל בדיקת זרימה אולטראסונית מהודקת כדי למדוד את קצב הזרימה.
  5. הנח הופמן clamp דיסטלי ליציאת לחץ היציאה כדי לווסת את התנגדות הזרימה.

2. הכנת תמיסת הקלציום כלוריד (CaCl2)

  1. ממיסים אבקת CaCl2 בתמיסת מלח 1x TRIS (pH 7.4) להכנת תמיסה של 1 M. הימנע ממאגרים המכילים פוספט (למשל, PBS או DPBS) מכיוון שסידן ופוספט מגיבים ליצירת משקעים בלתי מסיסים.
  2. אם מכינים CaCl2 בכמויות גדולות, הוסיפו את אבקת CaCl2 בהדרגה במספר שלבים, מכיוון שפירוקה הוא תהליך אקסותרמי.
  3. יש לטטר את ה-pH של התמיסה ל-6-8 באמצעות חומצה הידרוכלורית (HCl) או נתרן הידרוקסיד (NaOH) במידת הצורך.

3. הכנת דם

הערה: דם הבקר ששימש במחקר זה התקבל מספק מסחרי הרשום בטבלת החומרים. הדם נאסף באמצעות מחט 14 גרם, כאשר החיה מרוסנת בתנוחת עמידה חקלאית סטנדרטית. תהליך האיסוף ארך 10-12 דקות מרגע החדרת המחט ועד לסיומו. הדם עבר נוגדי קרישה עם 14 חלקי CPD ל-86 חלקי דם (פורמולציה CPD: 26.3 גרם/ליטר Na-ציטראט, 25.2 גרם דקסטרוז, 3 גרם/ליטר חומצת לימון ו-2.2 גרם/ליטר Na פוספט במים נטולי יונים [DI]). שקית הדם נשלחה למשך הלילה במיכל מבודד עם שקיות קרח ושימשה לניסוי תוך 24 שעות מרגע האיסוף.

  1. הכן את דם התורם לשימוש.
    1. הניחו את שקית הדם על משטח הטיה למשך 15-30 דקות כדי לערבב את הדם בעדינות ולאפשר לו להגיע לטמפרטורת החדר (RT).
    2. הנח מוט ערבוב מגנטי בכוס פוליקרבונט או במיכל המיועד להעברת הדם.
    3. העבירו את הדם לכוס דרך פילטר עירוי להסרת מקרואגרטים. טפלו בדם בעדינות כדי למנוע נזק לרכיבים התאיים. שפכו את הדם לאורך דפנות המיכל כדי למנוע נפילה חופשית ולמזער טראומה תאית.
      הערה: השלך את הדם אם קיימים פקקת גדולה או אם המסנן נסתם.
    4. הניחו את הכוס או המיכל על מערבל מגנטי והתאימו את המהירות עד שפני הדם מתחילים להסתובב בעדינות מבלי ליצור מערבולת גדולה. מערבבים ברציפות לפחות 5 דקות.
    5. מדוד את ספירת ההמטוקריט וטסיות הדם כדי להבטיח שהערכים נמצאים בטווח הנורמלי עבור המין.
  2. בצע טיטרציות כדי לקבוע את ריכוז היעד CaCl2 .
    הערה: דם מצויט עובר עידן מחדש כדי לאפשר בדיקת קרישה ופקקת, עם תוספת הפרין למניעת קרישה בורחת. זמן הקרישה המופעל היעד (ACT) לתחילת הבדיקה הוא 300 שניות. שימו לב שערכי ה-ACT הייחוס המופיעים בסעיף זה הושגו באמצעות דם כבשים תורם ועשויים להשתנות בהתאם למין ולרמת נוגדי הקרישה המשמשת במהלך האיסוף. בנוסף, מדידות ACT יכולות להשתנות בין מכשירים 32,33,34. ייתכן שיידרשו ניסוי וטעייה כדי לקבוע את טווח ה-ACT האופטימלי עבור מערך מעבדה ספציפי.
    1. העבירו 2 מ"ל מתמיסת 1 M CaCl2 המוכנה ו-0.5 מ"ל נתרן הפרין (1000 U/mL) מאריזת היצרן לצינורות מיקרו-צנטריפוגה כדי למנוע זיהום של תמיסות המלאי.
    2. העבירו 10 מ"ל דם למבחנות פוליפרופילן של 14 מ"ל. הכן ארבעה צינורות כאלה.
    3. כדי להשיג ריכוז הפרין של 0.5 U/mL בדם, הוסף 5 מיקרוליטר נתרן הפרין לדגימת הדם של 10 מ"ל.
    4. כדי להשיג ריכוז סידן של 5 מ"מ בדם, הוסף 50 מיקרוליטר של תמיסת 1 M CaCl2 לדגימת הדם של 10 מ"ל. בזמן החלוקה, סובב את קצה הפיפטה כדי לפזר את ה-CaCl2 על פני שטח רחב יותר.
    5. מיד, הפוך את הצינור 10 פעמים, גלגל אותו אופקית (על משטח ישר או בין כפות הידיים), ואז הפוך 10 פעמים נוספות כדי להבטיח ערבוב יסודי.
    6. מדוד את ה-ACT באמצעות מערכת קרישת דם מלא בנקודת טיפול בהתאם להוראות היצרן. ה-ACT הראשוני ינוע בדרך כלל בין 400-500 שניות.
    7. תוך שמירה על ריכוז הפרין קבוע, הגדל את ריכוז CaCl2 (לכ-7-8 מ"מ) כדי להשיג ACT של 300 שניות.
    8. ודא את הריכוז הסופי ואת ה-ACT המתקבל בצינור דם נפרד.

4. נהלי בדיקה מוקדמת

הערה: כל השלבים המתוארים בסעיף זה חלים על סעיפים 5 ו-6. בצע את השלבים הבאים לפני הפעלת המשאבה עם אלבומין בסרום בקר (BSA) או דם בלולאה. העברת דם בין כלי הדם באמצעות הזנה בכוח הכבידה כדי למזער את הלחץ המכני. הימנע משימוש בבוכנת המזרק כדי להזרים דם, מכיוון שהדבר עלול ליצור לחץ מוגזם. בנוסף, הימנע מחניקת דם דרך פתחים צרים כדי למנוע נזק לרכיבים התאיים.

  1. מילוי וניקוז לולאת הבדיקה
    1. חבר קו מאריך של 30 אינץ' ליציאת ההזרקה וחבר חבית מזרק של 60 מ"ל כמשפך. פתח את תא העצירה של המאגר כדי לשמש כפתח אוורור.
    2. שופכים נוזל למשפך, מרימים אותו לפי הצורך כדי להאיץ את התיוק. מלאו את הלולאה עד 1-2 ס"מ מתחת לפתח האוורור בחלק העליון של השקית. סגור את פתחי האוורור ויציאת ההזרקה.
    3. כדי לנקז, פתח את פתחי האוורור ויציאת ההזרקה והורד את המשפך מתחת לגובה הספסל. הרם את המשאבה מעל יציאת הניקוז כדי לפנות את הנוזל שנותר.
  2. ביטול שידור לולאת הבדיקה
    הערה: בצע הליך זה בעת מילוי הלולאה ב-BSA או בדם לפני הפעלת המשאבה.
    1. ודא שאין אוויר כלוא בשום מקום בלולאה. עקור בועות אוויר על משטחים על ידי הקשה וסחיטה עדינה של הצינור והמאגר.
    2. אם אתה מעריך משאבת דם בזרימה צירית, סובב אותה למצב אנכי כדי לשחרר אוויר באמצעות ציפה. אם אתה משתמש במשאבה צנטריפוגלית, הפוך אותה הפוך וסובב אותה כדי להבטיח שאוויר לא נלכד בנתיבי זרימה משניים.
    3. בדוק מקרוב את החלקים האופקיים של הצינורות ואת החיבורים בין צינורות למחברים כדי לוודא שאין בועות אוויר.
    4. סחטו את שקית העירוי כדי לקרב את מפלס הנוזל לחלק הצר העליון והדק את השקית עם המוסטט על פני קו הנוזל כדי לחסל את ממשק הנוזל-אוויר. סגור את תא העצירה של פתח האוורור.
  3. תחול קווי הלחץ ויציאת הדגימה
    1. סגור את תא העצירה בקצה קווי הלחץ, הסר את צינור המונומטר והצמד מזרק של 3 מ"ל. פתח את תא העצירה ושאב 1-2 מ"ל נוזל לקו ההארכה (כ -4 ס"מ).
    2. סגור את תא העצירה, נתק את המזרק וחבר מחדש את צינור המונומטר. פתח את תא העצירה כדי לאפשר קריאות לחץ.
    3. יש להניח את יציאת הדגימה באמצעות מזרק.
  4. ניקוי יציאות ההזרקה והדגימה
    1. חותכים או קורעים מגבון נטול מוך לשלושה שברים שווים. סובב את הפינה של שבר אחד ליצירת קצה והכנס אותו לפתח כדי לספוג שאריות דם.
    2. סובבו את השבר השני, הרטיבו אותו במי מלח והכניסו את הקצה הרטוב ליציאה. סובב אותו סביב היציאה כדי להסיר את כל הדם שנותר.
    3. השתמש בשבר השלישי כדי לספוג שאריות מלח ביציאה.
      הערה: בצע הליך ניקוי זה מיד לאחר שאיבת דם דגימה או בכל פעם שיש שאריות דם ביציאות.

5. פסיביזציה של משטחי המגע עם הדם

  1. מלאו את הלולאה בתמיסת BSA של 1% והפעילו את ה-VAD כדי להפיץ אותה למשך 30 דקות לפחות.
  2. בדוק את הלולאה לאיתור נזילות והרכיב מחדש במידת הצורך.
  3. מסננים את תמיסת ה-BSA לחלוטין כדי למנוע דילול המודילציה.

6. בדיקת פקקת

  1. הכן את לולאת הבדיקה.
    1. מלאו את הלולאה ב -150 מ"ל דם.
    2. הוצא את הלולאה מהאוויר ופתח את קווי הלחץ ויציאת הדגימה כמתואר בשלבים 4.2-4.4.
    3. הפעל את המשאבה במהירות נמוכה והפעל אותה במשך כ-5 שניות כדי לעקור בועות אוויר כלואות בתוך המשאבה, ולאחר מכן עצור את המשאבה.
    4. אם מופיעות בועות כלשהן בשקית, חזור על שלב 4.2 כדי לבצע שוב ביטול אוויר.
    5. הפעל מחדש את המשאבה במהירות נמוכה כדי להזרים את הדם בלולאה.
  2. הוסף הפרין לדם בלולאה.
    1. העבירו 1 מ"ל של נתרן הפרין (1000 U/mL) ו-1.5 מ"ל של חומצה אתילנדיאמינטטראצטית (EDTA; 0.5 מ') מאריזת היצרן לצינורות נפרדים כדי להקל על הטיפול במהלך הבדיקה.
    2. השתמש ביציאה הרוחבית של תא העצירה התלת-כיווני כדי להזרים חומרים לתוך הלולאה באמצעות מזרק. סובב את מנעול ה-luer הזכר על תא העצירה כך שיציאת ההזרקה פונה כלפי מעלה כדי ללכוד בועות אוויר בחלק העליון.
    3. השג ריכוז הפרין של 0.5 U/mL בלולאה על ידי הוספת 75 U של נתרן הפרין ל-150 מ"ל דם. שאפו 75 יחידות של הפרין (75 מיקרוליטר אם משתמשים בריכוז של 1000 U/mL) לתוך מיקרופיפטה והוציאו אותה למזרק של 3 מ"ל על ידי הוצאת הפיפטה ומשיכת בוכנת המזרק. ודא שכל הנוזל מועבר ללא שפיכה.
    4. חבר את המזרק ליציאת ההזרקה דרך מנעול הלואר, כאשר הפתח פונה כלפי מעלה וקצה המזרק פונה אנכית כלפי מטה. משוך את בוכנת המזרק כדי למלא אותה בדם ולערבב את הפרין עם הדם תוך שאיבת אוויר לתוך המזרק. הניחו לבועת האוויר לעלות לראש המזרק. הזריקו את התערובת לתוך הלולאה, וודאו שלא ייכנס אוויר.
    5. העבירו דם פנימה והחוצה מהמזרק 4-5 פעמים כדי להבטיח שהדם ההפריני לא יישאר מוגבל לחלל בנמל. ודא שלא ייכנס אוויר ללולאה.
  3. טיטרט את ה-ACT של הדם בלולאה.
    1. השג ריכוז סידן ראשוני של 5 מ"מ בלולאה על ידי הוספת 750 מיקרוליטר של תמיסת 1 M CaCl2 ל-150 מ"ל דם באותו הליך כמו הפרין.
      1. דם שנחשף לריכוזי סידן גבוהים עלול להתחיל להיקרש במזרק. הזריק במהירות את הנוזל לאחר הסרת שאריות אוויר. לחלופין, יש לדלל את ה-CaCl2 במזרק עם 1 מ"ל של מי מלח עם חוצץ TRIS כדי להפחית את הסיכון לקרישה מוקדמת.
    2. אפשר ל-CaCl2 המוזרק להסתובב בלולאה למשך 2 דקות לפחות לפני שאיבת דגימת דם למדידת ה-ACT הראשוני.
    3. חבר מזרק של 1 מ"ל ליציאת הדגימה. משוך והשליך 0.5 מ"ל של דם פסולת כדי לנקות דם עומד מהנמל.
    4. חבר מזרק חדש של 1 מ"ל, שאב 0.5 מ"ל דם לניתוח ומדוד את ה-ACT. נקה את יציאת הדגימה באמצעות ההליך בשלב 4.4.
    5. עיין בערכי הטיטרציה בשלב 3.2 כדי ליידע את ריכוז היעד CaCl2 . הגדל בהדרגה את ריכוז הסידן כדי להשיג ACT של 300 שניות. הימנעו מהוספת הכמות המלאה של CaCl2 בבת אחת כדי למנוע קרישה מהירה.
      הערה: בבדיקה ששימשה במחקר זה, ריכוז הסידן הראשוני של 5 מ"מ הביא ל-ACT של 450 ±-50 שניות, והריכוז הסופי של 7-8 מ"מ הניב ACT של 300 ±-20 שניות. למרות שתגובה זו עשויה להשתנות, שאפו להביא את ה-ACT ל-300 שניות או מתחת לתחילת המבחן.
  4. התחל את הבדיקה.
    1. לאחר השגת ה-ACT של 300 שניות בלולאה, התחל את מבחן השעה. כוונן את המשאבה לקצב הזרימה והלחץ הרצויים על ידי שינוי מהירות הרוטור וויסות ההתנגדות באמצעות מהדק הופמן.
    2. מדוד את ה-ACT כל 15 דקות לפי שלבים 6.3.3-6.3.4.
    3. אם ה-ACT יורד מתחת ל-200 שניות, הזריק 25 יחידות נוספות של נתרן הפרין לתוך הלולאה.
  5. סיים את המבחן.
    1. בתום שעה אחת, הזריק EDTA לתוך הלולאה כדי לעכב קרישה נוספת, תוך התמקדות בריכוז סופי של 5 מ"מ בדם. (הזרקו 1.5 מ"ל אם משתמשים בתמיסת EDTA של 0.5 מ'.)
    2. הניחו ל-EDTA להסתובב ולערבב במשך 2 דקות, ולאחר מכן עצרו את המשאבה.
  6. נתק ושטוף את המשאבה.
    1. Clamp הצינור המחובר לכניסה ויציאת המשאבה באמצעות המוסטטים, ומקם את clamps במרחק של 3-4 ס"מ מדוקרני הכניסה והיציאה.
    2. נתק בזהירות את הצינור כדי לשחרר את המשאבה.
    3. מסננים את הדם מהמשאבה וזורמים לולאה למיכל.
    4. שטפו את כל שאריות הדם מהמשאבה על ידי הזנת כוח הכבידה או פיפטינג מי מלח דרך כניסת ויציאת המשאבה.
      הערה: שלבים 6.7 ו-6.8 מבוצעים בו-זמנית.
  7. בדוק את נתיב זרימת המשאבה.
    1. צלם תמונות של כניסת ויציאת המשאבה באמצעות מצלמת אנדוסקופ/בורסקופ.
    2. פרק את המשאבה (אם רלוונטי). שטפו רכיבים באמבט מלח ובדקו אם יש פקקת באמצעות היקף חיתוך או עדשת מאקרו.
    3. צלם משטחים המגעים עם דם לתיעוד.
      הערה: בדיקה עקבית ותיעוד יסודי הם קריטיים לבדיקה השוואתית.
  8. מסננים את הדם המשומש.
    1. חותכים חתיכה של בד רשת ניילון בגודל 100 מיקרומטר גדול מספיק כדי לכסות את פתח מיכל התפיסה.
    2. מקם את הרשת מעל המיכל עם וילון קל כדי לאפשר לדם לזרום דרכו ביעילות. אבטח את שולי הרשת כדי למנוע החלקה במהלך הסינון.
    3. העבירו את הדם המשומש דרך רשת ניילון. יש להשליך את הדם בהתאם להנחיות הטיפול בפסולת ביולוגית של המוסד.
    4. בדוק את הרשת לאיתור פקקת שנלכדה ותעד את הממצאים.
  9. התכוננו לניתוח היסטולוגי.
    1. אם מתוכנן ניתוח היסטולוגי, תקן כל פקקת שנמצאת בתמיסת הפורמלין בהתאם לנהלי בטיחות מתאימים.
      זהירות: השתמש תמיד במכסה אדים בעת טיפול בפורמלדהיד.

7. נוהל ניקוי

  1. פרק את לולאת הזרימה. השלך את שקית הדם והצינורות של PVC.
  2. השרו את כל שאר הרכיבים הנוגעים בדם (מחברים, פקקים, מנעולי לואר וכו') בתמיסת אבקת ניקוי פעילה של 1% אנזימים למשך הלילה. יש לשטוף במי ברז חמימים, ולאחר מכן במי DI, ולייבש באוויר.
    1. אם נותרו קרישי דם, סוניקט רכיבים בתמיסת חומר הניקוי. יש לשטוף היטב ולייבש באוויר.
  3. נקה את המשאבה.
    1. אם ניתן לפרק את המשאבה, יש להשרות ולהפוך את הרכיבים הבאים במגע עם הדם עם תמיסת ניקוי/מסיר שומנים לכל מטרה 1%, ואחריה תמיסת אבקת ניקוי פעילה של 1%.
    2. אם לא ניתן לפרק את המשאבה, חבר אותה לולאת זרימה חדשה מלאה בתמיסות ניקוי והפעל אותה במהירות גבוהה למשך 30 דקות לפחות. חזור על הפעולה לפי הצורך.
  4. יש לשטוף היטב את המשאבה במי ברז חמימים, ולאחר מכן במי DI ולייבש באוויר.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

ביצוע מוצלח של פרוטוקול זה מאפשר זיהוי אזורים מקומיים של שקיעת טסיות דם, וחושף נקודות בעייתיות בנתיב הזרימה של המשאבה. יישום עקבי של פרוטוקול זה מאפשר שיפורים מצטברים על ידי טיפול ב"נקודות חמות" שזוהו.

לדוגמה, במהלך הפיתוח של PediaFlow PF5 VAD, נתקלנו באתגרים בליטוש ידני של צד הלחץ של שבבי הסטטור בשל הגודל המיניאטורי של הרכיבים. בדיקות פקקת במבחנה הדגישו בעיה זו, שכן שקיעת טסיות הדם נצפתה באופן עקבי לאורך שורשי הלהבים, כפי שניתן לראות באיור 2A. דפוס שקיעה...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

ניסוי ראשון בבני אדם של משאבה חדשה הוא תמיד מאמץ מסוכן, מכיוון שמחקרים פרה-קליניים אינם יכולים לחזות באופן מהימן את הפקקת של VADs בבני אדם26. יש לציין כי כמה VADs שהפגינו חופש מפקקת בניסויים בבעלי חיים הפגינו מאוחר יותר פקקת משמעותית בשימוש קליני36. משטר בדיקות מבחנה אגרסיבי שתוכנן במיוחד כדי לעורר פקקת מספק הזדמנות פז לזהות פגמים פוטנציאליים בתכנון או בייצור בשלב מוקדם בתהליך הפיתוח. למרות שפרוטוקול זה אינו יכול להציע חיזוי מוחלט ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

SEO משמשת כיום כיועצת למג'נטה מדיקל ובעבר הייתה יועצת בבוסטון סיינטיפיק. לאף מחבר אחר אין גילויים פיננסיים רלוונטיים או ניגודי עניינים לדווח.

תודות

עבודה זו נתמכה על ידי R01HL089456 המענקים של המכונים הלאומיים לבריאות ופרויקט פעילות רכישת המחקר הרפואי של צבא ארה"ב מספר W81XWH2010387.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מבחנות 14 מ"לFalcon352059מבחנות פוליפרופילן תחתונות עגולות עם מכסה הצמד
חד כיווניQosina99759מנעול לואר נקבה, לואר זכר עם מנעול ספין
פקק תלת כיווניQosina997712 מנעולי לואר נקבה, קובטות מסתובבות של מנעול לואר
זכר ACT+ עבור HemochronWerfen000JACT+45/Box
לכל מטרה מנקה/מסיר שומניםפשוט ירוק2710200613005מנקה ומסיר שומנים ירוק פשוט. השתמש בתמיסה של 1%.
מחברים דוקרנייםQosina73311חומר: פוליקרבונט; ¼ ” x ו-frac14; ” מחבר ישר
מחברים דוקרניים עם מנעול לוארQosina73316חומר: פוליקרבונט; ¼ ” x ו-frac14; ” מחבר ישר עם מנעול לואר
סרום בקר אלבומין (BSA)Thermo Scientific ChemicalsAAJ6465522או שווה ערך
סידן כלורי, CaCl2Thermo Scientific ChemicalsAA89866-30נטול מים, ≥ היקף ניתוח של 96.0% ACS
(מומלץ)אולימפוסhttps://www.olympus-lifescience.com/en/technology/museum/micro/1984/אולימפוס SZH10 (הגדלה של זום רציף 7x - 70x) או
DPBS דומה (ללא סידן ומגנזיום)תמיסת מלח עם חוצץ פוספט של Gibco 14200075 Dulbecco, ללא סידן, ללא מגנזיום, פי 10 (יש לדלל ל-1X לפני השימוש)
איכות ביולוגיתשל EDTA351-027-721EA0.5 מ', pH 7.0– 8.0 (חומצה אתילנדיאמינטטראצטית)
מצלמת אנדוסקופ/בורסקופ/אוטוסקופ (אופציונלי)Bebirdhttps://bebird.com/products/earsight-pro-ear-wax-removers3– קוטר בדיקה 4 מ"מ
אבקת ניקוי פעילה אנזימיתAlconox1304-1Alconox Tergazyme. השתמש בתמיסה של 1%.
קו הארכה, 30אינץ'Qosina 36218אורך 30 אינץ',   מנעול לואר נקבה לזכר מנעול לואר
קו הארכה, 6 אינץ'מנעול 36212אורך 6 אינץ',   מנעול לואר נקבה למנעול לואר
זכר מנעול לואר נקבה, דוקרניQosina11548מתאים לצינורות זיהוי בגודל 1/8 אינץ'; חומר: פוליקרבונט;
מד זרימהTransonichttps://www.transonic.com/t402-t403-consolesTransonic TS410 מודול
HemostatFisherbrand13-820-004נעילת hemostat באורך קצה של לפחות 5 ס"מ
Heparin SodiumMcKesson שירותי אריזה9495131000 U/mL
מהדק הופמן מהדקHumboldtH8720שקית מהדק IV עם הברגה עדינה
(מאגר דם תואם)חומר Qosina51494PVC, 2 יציאות צינור 0.258 אינץ' ID. השקית של 100 מ"ל שונה באמצעות אוטם חום
מגבונים ללא מוךKimberly-Clark Professional34120Kimtech Science מגבים
מערבל מגנטיINTLLABMS-500או דומה
מנעול לואר זכר,Qosina11549מתאים לצינורות זיהוי בגודל 1/8 אינץ'; חומר: פוליקרבונט;
מנומטר (דיגיטלי)Sper Scientific840081SPER-840081 או
רשת סינון ניילוןMcMaster-Carr9318T21100-μ m (0.0039 אינץ') גודל פתיחה
דם בקרLampire7209004תורם דם מלא, נוגד קרישה עם ACD 14:86, נשלח בן לילה
אוטם חום שקית ניילוןUlineH-190Uline H-190 או דומה (ללא חותך)
דבק גומי סיליקוןSmooth-On B00IRC1YI0מזרק סיל-פוקסי או דומה
עם מנעול לואר, 1 מ"לפישר סיינטיפיק14-955-646מזרק ידני פישרברנד ללא מחט למטרות מחקר
מזרק עם מנעול לואר, 3 מ"לפישר סיינטיפיק14-955-457מזרק ידני פישרברנד ללא מחט למטרות מחקר
מזרק עם מנעול לואר, 60 מ"לפישר סיינטיפיק14-955-461מזרק ידני של פישרברנד ללא מחט למטרות מחקר
מסנן עירויתאגיד Haemonetics SQ40S/SQ40NSHaemonetics Corporation SQ40S מסנן עירוי דם
TRIS BufferedSaline Thermo Scientific ChemicalsAAJ62938K2TBS 10x (יש לדלל ל-1X לפני השימוש), צינורות pH 7.4
TygonADF00017Tygon ND-100-65 צינורות (דרגה רפואית)
חיישן זרימה אולטרסאונדhttps://www.transonic.com/hqxl-flowsensorsבחר דגם חיישן זרימה מתאים לגודל הצינור בו נעשה שימוש. חיישן מהדק ME6PXL מתאים ל-3/8 אינץ' צינורות OD. החיישן מכויל על ידי Transonic עבור נוזל הבדיקה (למשל, דם at  24C) ודרגת צינורות (למשל Tygon ND-100-65)
סוניקטור אולטרסאונד (אופציונלי)Branson UltrasonicsCPX952238RBranson CPX2800H או
מערכת VADPediaFlowPF5מערכת ה-VAD שתיבדק; כולל את המשאבה ואת הבקר
מערכת קרישת דם מלאWerfenhttps://www.werfen.com/na/en/point-of-care-testing-devices/ACT-machine-hemochron-signature-eliteHemochron Signature Elite או Signature Jr
: דומה דומה

מקורות

  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).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים