Articolo metodologico

Protocollo per la relativa valutazione idrodinamica del Tri-volantino Polymer Valvole

DOI:

10.3791/50335

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17 ottobre 2013

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1Tissue Engineered Mechanics, Imaging and Materials Laboratory, Department of Biomedical Engineering, Florida International University, 2Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of Florida , 3College of Medicine, University of Florida , 4King Faisal Specialty Hospital and Research Center, Jeddah, Saudi Arabia

In questo articolo

Sommario

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C'è stato un rinnovato interesse per lo sviluppo di valvole polimeriche. Qui, gli obiettivi sono a dimostrare la fattibilità della modifica di un duplicatore di impulso commerciale per accogliere geometrie tri-opuscolo e di definire un protocollo per presentare polimeriche dati idrodinamici delle valvole rispetto ai dati della valvola nativa e protesica raccolti in condizioni quasi identiche.

Abstract

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Limitazioni di valvole attualmente disponibili protesici, xenotrapianti, e homograft hanno indotto una recente recrudescenza degli sviluppi in materia di tri-opuscolo polimero protesi valvolari. Comunque, l'individuazione di un protocollo per la valutazione iniziale della funzionalità idrodinamica valvola polimero è fondamentale durante le prime fasi del processo di progettazione. Tradizionale nei sistemi di duplicatori di impulso in vitro non sono configurati per ospitare materiali tri-opuscolo flessibili, inoltre, la valutazione della funzionalità della valvola polimero deve essere fatta in un contesto relativo alle valvole cardiache native e protesiche in condizioni di prova identiche in modo che la variabilità nelle misurazioni da diverso strumenti possono essere evitati. Pertanto, abbiamo condotto valutazione idrodinamico di i) nativa (n = 4, diametro medio, D = 20 mm), ii) bi-pieghevole meccanico (n = 2, D = 23 mm) e iii) le valvole polimero (n = 5, D = 22 mm) tramite l'uso di un sistema di duplicazione impulso disponibile in commercio (ViVitro LabsInc, Victoria, BC), che è stato modificato per ospitare valvola tri-opuscolo geometrie. Valvole di silicone Tri-volantino sviluppati presso l'Università della Florida, compreso il gruppo di valvola di polimero. Una miscela in rapporto di glicerina 35:65 all'acqua è stato usato per mimare le proprietà fisiche del sangue. Portata istantanea è stata misurata in corrispondenza dell'interfaccia del ventricolo sinistro e dell'aorta unità mentre la pressione è stata registrata nelle posizioni ventricolari e aortica. Bi-volantino e dati della valvola nativa della letteratura è stato utilizzato per convalidare il flusso e pressione. Sono stati riportati i seguenti parametri idrodinamici: avanti la caduta di pressione del flusso, della radice aortica significa tasso quadrato in avanti di portata, chiusura aortica, di dispersione e di volume di rigurgito, chiusura transaortico, le perdite e le perdite di energia totale. Rappresentante risultati hanno indicato che i parametri idrodinamici dei tre gruppi di valvole potrebbero essere ottenuti con successo, incorporando un assemblaggio su misura in un sistema di duplicazione di impulsi disponibili in commercio e subsequently, oggettivamente rispetto di fornire approfondimenti su aspetti funzionali del polimero di disegno della valvola.

Introduzione

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Valvulopatia cardiaca spesso deriva da degenerativa calcificazione della valvola 1, la febbre reumatica 2, endocardite 3,4 o difetti congeniti alla nascita. Quando si verifica danno valvola, causando stenosi e / o rigurgito prolasso della valvola e non può essere riparato chirurgicamente, la valvola nativa viene generalmente sostituita da una valvola protesica. Attualmente le opzioni disponibili includono le valvole meccaniche (valvole a gabbia-sfera, valvole a disco inclinabili, ecc.), Homograft e valvole bioprotesiche (suina e bovina valvole). Valvole meccaniche sono spesso raccomandati per i pazienti più giovani in base al....

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Protocollo

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1. Preparazione

  1. Progettare e fabbricare un assieme per ospitare una geometria valvola tri-foglio. Questo sarà come minimo includere un supporto valvola di sutura-nei lembi della valvola ed un tubo per ospitare il titolare valvola e accessori circostanti per fissare il gruppo sul sistema di duplicazione di impulso. Nel nostro caso, abbiamo utilizzato un sistema di duplicazione di impulsi disponibile in commercio disponibile da ViVitro Labs Inc. (Victoria, BC). Disegno del supporto della valvola così come le configurazioni di pre e post montaggio sono descritte nella Figura 1.
  2. L'intero ciclo dovrà essere trattato con primer prima d....

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Risultati

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Flusso rappresentativo e forme d'onda di pressione sono mostrate nelle figure 3, 4 e 5. Le trame sono state una media di oltre la dimensione del campione di valvole testate per ogni gruppo, che è stato, n = 5, 4, e 2 valvole per polimero, suini nativa e gruppi bi-volantino, rispettivamente. Le metriche idrodinamico e l'errore standard della media di queste dimensioni del campione sono presentati nella tabella 1.

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Discussione

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In questo studio, abbiamo dimostrato l'utilità di modifica di una unità duplicatore pulsatile disponibile in commercio per accogliere valvola tri-opuscolo geometrie in modo che il test idrodinamico del polimero e valvole suine autoctone può essere eseguita. In particolare, nel nostro caso, il sistema è stato modificato un cuore sinistro ViVitro e sistema simulatore sistemica (Figura 1a) controllato tramite il sistema di acquisizione dati ViViTest (ViVitro Systems, Inc, Victoria, BC, Canada). Tuttavia, i.......

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Una sovvenzione seme della University of Florida - College of Medicine è riconosciuto con gratitudine. Studi universitari (Manuel Salinas) sono stati sostenuti attraverso una opportunità di minoranza di programmi di ricerca biomedica - iniziativa di ricerca per la valorizzazione scientifica (MBR-RISE) borsa: NIH / NIGMS R25 GM061347. Il sostegno finanziario della Wallace H. Coulter Fondazione attraverso la Florida International University, Dipartimento di Ingegneria Biomedica è anche riconosciuto con gratitudine. Infine, gli autori ringraziano i seguenti studenti per la loro assistenza durante le varie fasi del processo sperimentale: Kamau Pier, Malachia Suttle, Kend....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
PompaViVitro Labshttp://vivitrolabs.com/products/superpump/
Misuratore di portata e sondaCarolina MedicalModel 501Dhttp://www.carolinamedicalelectronics.com/ documenti/FM501.pdf
Trasduttore di pressioneViVitro LabsHCM018
Gruppo di misurazione della pressione ViVitroLabs6186
Supporto valvolaWB EngineeringProgettato dalla Florida International University. Prodotto da WB Engineering
Duplicatore di impulsiViVitro LabsPD2010http://vivitrolabs.com/wp-content/uploads/Pulse-Duplicator-Accessories1.pdf
Duplicatore di impulsi Sistema di acquisizione e controllo dei dati, incluso il softwareViViTest ViVitro LabsPDA2010http://vivitrolabs.com/products/software-daq
Cuori suini e valvole aortiche nativeMary' s Ranch Inc
Valvole meccaniche a due fogliettiSaint Jude Medicalhttp://www.sjm.com/
Grasso per alto vuotoDow Corning Corporationhttp://www1.dowcorning.com/DataFiles/ 090007b281afed0e.pdf
GlicerinaMcMaster-Carr3190K29399% Naturale 5 gal
Fosfato Tamponato Soluzione Salina (PBS)Fisher Scientific MT21031CV100 ml/cuore
Soluzione Antimicotica/AntibioticaFisher Scientific SV30079011 ml in 100 ml di PBS/cuore; 20 ml per ViVitro System
NaClSigma-AldrichS3014-500G9 g/L di acqua deionizzata
Acqua deionizzataEMD Millipore ChemicalsSistema di purificazione deionizzato Millipore. 1,3 L per il sistema ViViVi, 200 ml per il processo di dissezione delle valvole cardiache

Riferimenti

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  1. Rajamannan, N. M., et al. Calcific aortic valve disease: not simply a degenerative process: A review and agenda for research from the National Heart and Lung and Blood Institute Aortic Stenosis Working Group. Executive summary: Calcific aortic valve disease-2011 update. Circulation. 124....

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Sistema di duplicazione dell impulsogruppo porta valvolamiscela di acqua e glicerinamisurazioni di pressione e flussovalvole porcine nativevalvole meccaniche a doppio lemboconfigurazione valvolare personalizzataflussimetro elettromagnetico

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