Presentiamo un metodo per montare una valvola aortica suina su un duplicatore di impulsi per testarne le proprietà idrodinamiche. Questo metodo può essere utilizzato per determinare il cambiamento dell'idrodinamica dopo l'applicazione di una procedura sperimentale o di un nuovo dispositivo medico prima dell'uso in un modello animale di grandi dimensioni.
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Articolo metodologico
Un modello suino ex vivo per test idrodinamici di procedure sperimentali di valvole aortiche e nuovi dispositivi medici
In questo articolo
Sommario
Abstract
Le opzioni per testare nuove procedure cardiache e dispositivi medici investigativi prima dell'uso in un modello animale sono limitate. In questo studio, presentiamo un metodo per il montaggio di una valvola aortica suina in un duplicatore di impulsi per valutarne le proprietà idrodinamiche. Queste proprietà possono quindi essere valutate prima e dopo l'esecuzione della procedura in esame e/o l'applicazione del dispositivo medico in esame. La messa in sicurezza del segmento di afflusso presenta alcune difficoltà a causa della mancanza di miocardio circonferenziale nel tratto di efflusso ventricolare sinistro. Questo metodo risolve questo problema fissando il segmento di afflusso utilizzando il lembo anteriore della valvola mitrale e quindi suturando la parete libera del ventricolo sinistro attorno al dispositivo di afflusso. Il segmento di deflusso viene fissato semplicemente inserendo il dispositivo in un'incisione nella parte superiore dell'arco aortico. Abbiamo scoperto che i campioni avevano proprietà idrodinamiche significativamente diverse prima e dopo la fissazione dei tessuti. Questa scoperta ci ha indotto a utilizzare campioni freschi nei nostri test e dovrebbe essere presa in considerazione quando si utilizza questo metodo. Nel nostro lavoro, abbiamo utilizzato questo metodo per testare nuovi materiali per cerotti intracardiaci da utilizzare in posizione valvolare eseguendo una procedura di neocuspidizzazione della valvola aortica (procedura di Ozaki) sulle valvole aortiche suine montate. Queste valvole sono state testate prima e dopo la procedura per valutare il cambiamento delle proprietà idrodinamiche rispetto alla valvola nativa. Di seguito, riportiamo una piattaforma per il test idrodinamico delle procedure sperimentali della valvola aortica che consente il confronto con la valvola nativa e tra i diversi dispositivi e tecniche utilizzate per la procedura in esame.
Introduzione
La valvulopatia aortica rappresenta un onere significativo per la salute pubblica, in particolare la stenosi aortica, che colpisce 9 milioni di persone in tutto il mondo1. Le strategie per affrontare questa malattia sono attualmente in evoluzione e includono la riparazione della valvola aortica e la sostituzione della valvola aortica. Nella popolazione pediatrica in particolare, c'è un incentivo significativo a riparare piuttosto che sostituire la valvola poiché le protesi attualmente disponibili sono soggette a degenerazione valvolare strutturale (SVD) e non sono tolleranti alla crescita, richiedendo un reintervento per la sostituzione man man....
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Protocollo
Tutte le ricerche sono state condotte nel rispetto delle linee guida istituzionali per la cura degli animali.
1. Considerazioni e preparativi per l'esperimento
- Utilizzare un duplicatore di impulsi (PD) adatto per la simulazione della gittata cardiaca attraverso l'AV. Il PD dovrà essere in grado di ospitare materiali biologici ed essere in grado di essere pulito.
- Utilizzare le impostazioni PD appropriate per testare l'AV: volume di spostamento di 70 mL e 70 battiti al minuto (5 L/min di gittata cardiaca), 35% del ciclo cardiaco in sistole, gradiente di pressione transvalvolare medio di 100 mmHg, gradiente di....
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Risultati
I dati rappresentativi raccolti dal duplicatore di impulsi includono la frazione di rigurgito (RF), l'area effettiva dell'orifizio (EOA) e la differenza di pressione positiva media (PPD). L'RF e l'EOA, in particolare, sono utilizzati negli standard ISO per le valvole protesiche (ISO 5840) e saranno importanti da raccogliere se i prodotti delle valvole protesiche sono in fase di studio. Il PPD offre informazioni sulla pressione necessaria per aprire la valvola ed è comunemente citato quando si parla di sostituzione della .......
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Discussione
Il metodo qui presentato fornisce una piattaforma per i test idrodinamici dell'AV al fine di esaminare l'effetto di una procedura sperimentale o di un nuovo dispositivo medico. Montando la valvola aortica nativa su una macchina duplicatrice di impulsi, siamo in grado di determinare l'effetto della procedura sperimentale su tutti i parametri idrodinamici utilizzati nello studio e nell'approvazione di nuove protesi valvolari (ISO 5840). Ciò offre l'opportunità di mettere a punto procedure e protesi prima dell'uso in un mod.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno conflitti di interesse finanziari rilevanti da rivelare.
Ringraziamenti
Vorremmo ringraziare il laboratorio della dottoressa Gordana Vunjak-Novakovic, tra cui Julie Van Hassel, Mohamed Diane e Panpan Chen, per averci permesso di utilizzare il tessuto di scarto cardiaco dei loro esperimenti. Questo lavoro è stato sostenuto dalla Congenital Heart Defect Coalition di Butler, NJ, e dal National Institutes of Health di Bethesda, MD (5T32HL007854-27).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Stampante 3D | Ultimaker | Ultimaker S5 | Utilizzato per la stampa di dispositivi personalizzati per test idrodinamici |
| Crile-Wood Needle Driver | Emerald Instruments | 2.0638.15 | Utilizzato per suturare il ventricolo |
| Debakey Forceps | Jarit | 320-110 | Utilizzato per la dissezione e la preparazione del campione (può essere utilizzato più se si lavora con un assistente) |
| Ethanol 200 proof | Decon Labs Inc. | DSP-MD.43 | Utilizzato per la conservazione fissa dei tessuti |
| Formalina 10% | Epredia | 5701 | Utilizzato per la fissazione dei tessuti |
| Gerald Forceps | Jarit | 285-126 | Utilizzato per la dissezione e la preparazione |
| dei campioni Barattoli di vetro | QAPPDA | B07QCP54Z3 | Utilizzato per la conservazione dei tessuti |
| Glucotaraldeide 25% | Microscopia elettronica Scienze | 16400 | Utilizzato per i tessuti fissazione |
| HEPES 1 M soluzione tampone | Fisher | BP299-100 | Utilizzato per fare glutaraldeide 0,6% |
| Forbici Mayo | Jarit | 099-200 | Utilizzato per tagliare la sutura |
| Forbici Metzenbaum | Jarit | 099-262 | Utilizzato per la dissezione e la preparazione del campione |
| O-ring | Sterling Seal & Fornitura Inc. | AS568-117 | Utilizzato come guarnizione all'estremità dei dispositivi stampati in 3D |
| Resina di acido polilattico | Ultimaker | 1609 | Utilizzato per dispositivi di stampa 3D |
| Sutura in polipropilene | Covidien | VP-762-X | Utilizzato per suturare il ventricolo, ago conico |
| Duplicatore di impulsi | BDC Laboratories | HDTi-6000 | Utilizzato per test idrodinamici |
| Cravatte di seta | Covidien | S-193 | Utilizzato per la legatura delle arterie coronarie |
| Morsetto tonsillare | Aesculap | BH957R | Utilizzato per la dissezione dell'arteria coronaria |
| Fascette (6 pollici) | Fascette per cavi avanzate, Inc. | AL-06-18-9-C | Utilizzato per fissare il campione alle attrezzature, 157,14 mm di lunghezza (6 pollici), 2,5 mm |
| di larghezza Fascette (8 pollici) | GTSE | GTSE-20025B.1000 | Utilizzato per fissare il campione alle attrezzature, 203 mm di lunghezza (8 pollici), 2,5 mm di larghezza |
Riferimenti
- Aluru, J. S., Barsouk, A., Saginala, K., Rawla, P., Barsouk, A. Valvular heart disease epidemiology. Medical Science. 10 (2), Basel, Switzerland. 32(2022).
- Herrmann, J. L., Brown, J. W. Seven decades of valved right ventricu....
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Ristampe e permessi
