トライリーフレットポリマーバルブの相対的な流体力学的評価のためのプロトコル

次の実験の全体的な目標は、市販のin vitroパルスデュプリケーターが新しいトライリーフレット、ポリマー心臓弁補綴物にどのように対応できるかを実証し、アセンブリの流体力学的測定を評価することです。これは、パルスデュプリケーターのトライリーフレットバルブ構成に対応するためにチューブとバルブホルダーを組み立てることによって達成されます 第2ステップとして、ポリマーバルブは所定の位置に縫合され、流体力学的メトリクスを測定するためにテストされます。天然のブタ製バルブと機械式心臓バルブもテストされ、合成バルブの機械設計に対するシステムハードウェアの変更が検証されます。

結果は、修正パルスデュプリケーターシステムを利用して、ネイティブブタおよび機械バルブの流体力学を持つポリマーバルブを評価できることを示しており、ポリマーバルブ設計の機能的側面に関する洞察を提供します。一般的に、この方法に不慣れな人は、技術が面倒であり、徹底的なプロテーゼ評価に必要であり、従来の工学カリキュラムでは通常教えられない流体力学指標に関連する多くの概念があるため、混乱するでしょう。この技術の意味は、流体力学的評価が人工心臓弁の設計特性をさらに改善する方法についての洞察を提供するため、新興の心臓弁補綴技術の機能開発にまで及びます。

彼をアシストする。このデモンストレーションでは、Carl Landeの兄弟と私の研究室の学部生になります。このプロトコルは、アセンブリの製作から始まります。

これには、バルブリーフレットを縫合するために使用されるバルブホルダー、バルブホルダーを収容するために使用されるチューブ、およびアセンブリをパルスデュプリケーターシステムに固定する周囲のアクセサリが含まれます。市販のパルスデュプリケーターシステムも必要です システムを最初に使用する前に、ループ全体をプライミングします。石鹸と水を使用してループシステムを清掃します。

このプロセスでは、劣化したチューブを交換してください。次に、ループに接続されている機器(ポンプ、フロープローブ、圧力トランスデューサ)を校正します。キャリブレーションは、1%生理食塩水から始まり、続いて血中アナロググリセリン溶液を使用します。

通常、心房、大動脈、心室の位置で測定を行うために、これらを校正します。校正が完了したら、バルブの準備に進みます。A-U-S-D-A承認の食肉処理場から大動脈が無傷の新鮮な豚の心臓を4つ入手します。

心臓を開梱して脱イオン水ですすぎ、氷上のPBS中の1%抗真菌性抗生物質で満たされた容器に入れます。流体力学試験所に輸送します。心臓の1つを解剖鍋に入れ、心膜を慎重に取り出します。

腹側を見て、4つの部屋を検査し、無傷の大動脈に大動脈弓を見つけます。次に、心臓を半分に分けます。大動脈と左心室との間の接合部で輪の4分の3インチ下に水平に切り取り、左心室組織セグメントに付着した無傷の大動脈を分離します。

大動脈基部にある大動脈弁に損傷や石灰化がないか調べます。これは、上行大動脈と下部輪の間の領域です。見栄えが良ければ、大動脈を輪の約1インチ上に分割し、そうでない場合は組織を廃棄します。

次に、輪の下の左心室組織セグメントを分離して、弁を分離した状態で大動脈弁を分離します。縫合を進めて、バルブをホルダーに固定します。まず、バルブホルダーの中に入れます。

バルブのベースをポストホルダーのベースに合わせます。次に、ペーパークリップでバルブを一時的に固定します。交連や尖端を傷つけないように注意してください。

次に、バルブホルダーの下部に縫合糸を配置します。針を最初の穴から底まで送ります。次に、ループ状に、支柱に沿ってバルブをバルブホルダーに縫合します。

ホルダーの周囲に沿って縫合を続けます。ポストの先端の周りに追加の縫合糸を追加して縫合を終えると、安全性が向上します。縫合したら、バルブをすべての支柱に固定します。

このデモでは、ペーパークリップを取り外します。vi vitroパルスデュプリケーターシステムが使用されます。手順は他のシステムでは異なります。

評価を開始するには、システムの心拍数を毎分70拍に設定します。次に、ポンプを駆動するフロー波形(この場合はS 35波形)を選択します。次に、アンプとピストンポンプのスイッチを入れ、15分間ウォームアップします。

バイ リーフレット バルブをテストするときは、縫合バルブの大動脈位置でシステムに配置します。まず、カスタムメイドの組み立て用のガラス管の内側に、チューブを上下のピースで挟み込み、横ネジで固定します。ポリマーバルブを挿入しました。

これは、ネイティブバルブを挿入するのと同じ手順です。次に、大動脈チャンバーと元の大動脈弁ホルダーの間にアセンブリを配置し、バルブを所定の位置に置き、漏れる可能性のあるすべての接合部に真空グリースを塗ります。次に、生理食塩水中の35%グリセリンの2リットルを心房コンパートメントに加えます。

システムが満たされたので、最も重要なステップは、すべてのコンポーネントが適切に校正されていることを確認することです。2 人が協力してシステムを設定します。次に、フロートランスデューサーが大動脈の位置に設定されていることを確認し、ソフトウェアの[キャリブレーション]タブの指示に従ってオンにし、ポンプ、フロートランスデューサー、次に圧力トランスデューサ

キャリブレーションが完了したら、流体が大動脈コンパートメントを満たすまでポンプを低RPMで始動します。漏れがないか確認し、追加の真空グリースで密封します。2つのストップコックを開いた位置に回します。

それらは大動脈および心室トランスデューサーです。ストローク量がビートあたり80ミリリットルに達するまで、ポンプのRPMを上げます。フローが安定するまで、システムを 10 分間稼働させます。

これは、画面上の流れと圧力の波形を観察することで確認できます。サイクル間の変動が観察されないか、非常に小さい場合、システムは安定しています。VIテストソフトウェアで、集録モードを選択し、解析モードから「collect 10 cycles」をクリックし、テーブルをクリックしてファイルを保存します。

また、フォトスナップを使用して波形の画像を保存します。オプション5、ポリマー4つのネイティブブタと2つのbiリーフレットバルブを比較しました。流量は、心室と大動脈室の界面位置に配置された非侵襲的なフロープローブに接続された電磁流量計を使用して測定されました。

心室圧は、これに重ね合わせたマイクロチップ圧力トランスデューサを使用して心室で測定されました。結果は、直径29ミリメートルのネイティブバルブとBリーフレットバルブについて報告された値です。文献から。

大動脈圧は、マイクロチップ圧力トランスデューサーを使用して、大動脈弁の位置のすぐ下流で測定されました。ここでも、直径29ミリメートルのバルブについて以前に報告された値も示されています。要約すると、多くのパラメータは、行われた流量と圧力の測定値から計算されました。

試験したバルブのサイズは、リーフレットで平均して直径約22ミリメートルでした。バルブは入手が困難でした。したがって、サンプルサイズは小さいです。

この手法を習得すれば、サンプル調製や流体力学的評価を含む約2時間半で実施できます。私たちは、カスタムアセンブリを使用して、トライリーフレットバルブまたはトライリーフレットポリマーバルブ構造を収容できる方法を構築し、その後、これらのタイプのバルブまたはこれらのポリマーバルブを既存の商用脈動ループに組み込んで機能流体力学的評価を行うことができることを実証することができました。同時に、これらのバルブを客観的にネイティブバルブと比較できることを実証することができました。これは、形状的にもトライリーフレットです。

私たちの場合、ブタの天然大動脈弁は人間の弁と非常に似ているため、これらの弁を使用します。最後に、これらの手順に従って、組織工学、心臓弁の目的に使用できる足場組み立てバルブの開発など、他の研究分野も見ることができます。