החלפת מסתם ריאתי טרנסקטטר מקרדיום אוטולוגי עם סטנט ניטינול הניתן להרחבה עצמית במודל כבשים בוגר
8 ביוני 2022
מחקר זה מדגים את ההיתכנות והבטיחות של פיתוח שסתום ריאתי אוטולוגי להשתלה בתנוחת מסתם הריאה המקומי על ידי שימוש בסטנט ניטינול הניתן להרחבה עצמית במודל כבשים בוגרות. זהו צעד לקראת פיתוח תחליף מסתם ריאתי טרנסקטטר לחולים עם תפקוד לקוי של דרכי היציאה מהחדר הימני.
פרוטוקול זה מדגים מסתם ריאתי אוטולוגי עם מאפיינים ספציפיים, כגון תיקון עצמי, התחדשות ויכולת גדילה, כדי להבטיח ביצועים פיזיולוגיים ופונקציונליות ארוכת טווח במטופלים שלנו הזקוקים ל- TPVR. המסתם הריאתי האוטולוגי יכול למנוע דחיית רקמות, לאפשר פוטנציאל רגנרטיבי עקב תאים אנדוגניים חיים, ואינו דורש כל צריכת תרופות. שיטה זו תספק תוחלת חיים ארוכה יותר של מסתם הלב המושתל בטיפול בחולים צעירים יותר עם מערכת זרימה בחדר ימין שאינה מתפקדת.
ניתן לשנות את מסתם הלב האוטולוגי עבור השתלת מסתם אבי העורקים, אשר יכול להועיל למיליוני חולים הסובלים ממחלת מסתם אבי העורקים. כדי לבדוק את מסתם הריאה האוטולוגי לפני ההשתלה, החזיקו את המסתם הסטנט עם פינצטה כירורגית. הרימו והשאירו את השסתום ב-0.9% נתרן כלורי כדי לבדוק את הקומיסורים לפתיחה וסגירה מספקת של הפתח.
לאחר מכן, הערך את מידת הרגורגיטציה הוולוולרית המקומית ב- vena contracta על ידי אקו-קרדיוגרפיה תוך-לבבית. באמצעות פלואורוסקופיה באמצעות זרוע C ניידת, בצע אנגיוגרפיה של החדר הימני ועורק הריאתי כדי להנחות את ההשתלה. כמו כן, בצע מסך פונקציונלי על ידי מדידת הקטרים של מערכת זרימת החדר הימנית, annulus שסתום ריאתי מקומי, נורה ריאתית, צומת צינורית סינית, ועורק ריאתי על-גלגלי וזהה את אזור הנחיתה.
לאחר מכן, קדם את מערכת המסירה הטעונה באמצעות חוט ההנחיה המעוצב מראש דרך מערכת הזרימה החדרית הימנית ומערכת הזרימה החדרית הימנית למיקום של שסתום הריאה המקורי. נסוגו מצינור הכיסוי של מערכת ההובלה ופורסים את שסתום הריאה האוטולוגי באיטיות ובאופן ישיר מעל שסתום הריאה המקומי באזור הנחיתה בסוף השלב הדיאסטולי בהנחיה פלואורוסקופית בהנחיה פלואורוסקופית לאחר הפריסה, נסוגו בזהירות מקצה מערכת הלידה לתוך צינור הכיסוי ושלפו אותו מהכבשים. חזור על אקוקרדיוגרפיה תוך-לבבית ואנגיוגרפיה לאחר השתלה עבור החדר הימני ועורק הריאה.
מעקב לאחר ההשתלה על ידי ביצוע טומוגרפיה ממוחשבת לב כדי להעריך את מיקום הסטנט ואת העיוות של הלב הימני לאורך כל מחזור הלב. כמו כן, להעריך את הקשר בין העורק הריאתי לבין העורק הכלילי השמאלי מהטומוגרפיה המחושבת הסופית. שסתומי ריאות אוטולוגיים הושתלו בהצלחה בכבשים בוגרות.
המודינמיקה יציבה לאורך המיני-בית-חזה האנטרו-לרוחבי השמאלי ולאחר ההשתלה הצביעה על רווחתם של בעלי החיים. אקוקרדיוגרפיה תוך-לבבית והערכת אנגיוגרפיה מיד לאחר פריסת המסתמים לא הראו סימנים של דליפה פראוולוולרית, ללא אי-ספיקה של מסתם ריאתי וללא נדידת מסתמים. טומוגרפיה ממוחשבת לב לאחר ההשתלה הראתה כי סטנט מושתל היה מעוגן בתנוחה הממוקדת ללא נדידה.
ניתוח CT סופי הראה כי זרימת הדם בעורק היורד הקדמי השמאלי ובעורק ההיקף השמאלי לא הושפעה לאורך כל מחזור הלב. המסתם הריאתי האוטולוגי המושתל הודגם תפקוד חיובי והמודינמיקה במערכת הלב הימנית, עם רק חלק של 5%-10% רגורגיטציה במדידות זרימת תהודה מגנטית עוקבת ואקו-קרדיוגרפיה תוך-לבבית. עבור הליך זה, חיוני לקצור את הרקמה האוטולוגית, לייצר מסתם לב אוטולוגי בצורת תלת-ממד ולהשתיל אותו במצב ריאתי מקומי.
שיטה זו תסלול את הדרך לפיתוח תחליף מסתם ריאתי אוטולוגי רגנרטיבי המספק פתרון לכל החיים לילדים עם מום לב מולד.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מדגים את הפיתוח של שסתום ריאתי אוטולוגי באמצעות סטנט ניטינול מתרחב עצמית במודל של כבש בוגר. גישה חדשנית זו נועדה לשפר את החלפת השסתום הריאתית הטרנסקטטרית לחולים עם תפקוד לקוי של דרך הפלט של החדר הימני.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- הנדסת לב-ריאות
- רפואה רגנרטיבית
- החלפת שסתומים טרנסקטטרית
רקע
- שסתומים ריאתיים אוטולוגיים יכולים למנוע דחיית רקמות.
- לשסתומים אלו יש פוטנציאל התחדשות עקב תאים אנדוגניים חיים.
- הם אינם דורשים נטילת תרופות לאחר השתלה.
- שיטה זו נועדה לשפר את אורך החיים בחולים צעירים עם תפקוד לקוי של השסתום.
מטרת המחקר
- לפתח שסתום ריאתי אוטולוגי בטוח ויעיל להשתלה.
- להעריך את הביצועים הפיזיולוגיים של השסתום ואת הפונקציונליות לטווח ארוך שלו.
- לחקור שינויים להשתלת שסתום אבי העורקים טרנסקטטרית.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- יצירת שסתום ריאתי אוטולוגי באמצעות סטנט ניטינול.
- בדיקת פונקציונליות השסתום בתמיסת נתרן כלורי.
- הערכת פתיחה וסגירה של הקומיסורות.
- יישום במודל של כבש בוגר להערכת בטיחות.
תוצאות עיקריות
- השסתום האוטולוגי הפגין תיקון עצמי והיווצרות מחודשת יעילים.
- הוא הראה תוצאות מבטיחות במניעת דחיית רקמות.
- השסתום שמר על ביצועים פיזיולוגיים במהלך הבדיקות.
- זוהתה פוטנציאל ליישומים במחלות שסתומים אבי העורקים.
מסקנות
- המחקר תומך בכדאיות השימוש בשסתומים אוטולוגיים בהליכים טרנסקטטריים.
- גישה זו עשויה להועיל מאוד לחולים עם תפקוד לקוי של השסתום.
- יש צורך במחקר נוסף כדי לאשר את התוצאות לטווח הארוך.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Transcatheter pulmonary valve replacement using autologous pericardium and a self-expandable Nitinol stent addresses critical challenges in valve durability, biocompatibility, and regenerative potential for congenital and acquired heart valve disease. This approach enables predictive confidence in long-term function and reduces mechanistic risk associated with tissue rejection and device migration, supporting risk-adjusted advancement in early-stage cardiovascular device portfolios. The method's translational value lies in its potential to deliver lifetime solutions for pediatric and adult populations with right ventricular outflow tract dysfunction.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of regenerative and self-repair mechanisms in autologous tissue-engineered valves.
- Supports biological de-risking by demonstrating functional integration and absence of rejection in a large animal model.
- Provides predictive confidence for valve performance and durability in preclinical validation.
Screening & Assay Development
- Facilitates standardized functional screening of valve opening, closing, and commissure integrity in saline solution prior to implantation.
- Enables reproducible imaging-based assessment of valve position, morphology, and hemodynamics using echocardiography and angiography.
- Supports quantitative measurement of regurgitation fraction and valve migration risk post-implantation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant preclinical models for congenital heart defects and valve dysfunction.
- Demonstrates continuity from discovery through preclinical validation with imaging and hemodynamic endpoints.
- Provides mechanistic de-risking for future clinical translation by confirming stent anchoring and coronary artery safety.
Pipeline & Workflow Integration
This method integrates into the discovery-to-preclinical continuum for cardiovascular device development, supporting lead identification and translational validation in large animal models.
- Discovery Biology: Validates regenerative and immunological hypotheses for autologous valve constructs.
- Screening: Standardizes pre-implantation functional assays and imaging-based readouts.
- Analytics: Delivers quantitative hemodynamic and anatomical measurements for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical validation with disease-relevant endpoints and imaging continuity.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable workflow for autologous tissue valve engineering and preclinical assessment.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in valve durability, regenerative capacity, and biocompatibility.
- Operational Value: Standardizes imaging and functional assessment protocols for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and reduces late-stage biological risk in device portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of regenerative cardiovascular solutions for pediatric and adult indications.
Implementation Considerations
- Requires expertise in cardiovascular tissue engineering and large animal surgical models.
- Demands advanced imaging infrastructure for echocardiography, angiography, and cardiac CT.
- Necessitates cross-team standardization of functional and anatomical assessment protocols.
- Adaptation across valve positions (e.g., aortic) may require additional validation.
- Practical limitations include model-specific anatomical differences and long-term follow-up requirements.
