Ontwikkeling van een ex vivo mitralisklepevaluatiemodel met behulp van een pulserende flowsimulator

Samenvatting

We presenteren een ex vivo model voor het monteren van lamsmitraliskleppen in een pulserende simulator om de klepfunctie onder fysiologische omstandigheden te beoordelen. Deze opstelling maakt kwantitatieve evaluatie van de dynamiek van de mitralisklep mogelijk met behulp van biologisch weefsel in een reproduceerbare, anatomisch nauwkeurige configuratie.

Samenvatting

Chirurgische mitralisklepreparatie blijft een uitdagende procedure. Hoewel er verschillende reparatietechnieken zijn gedefinieerd, ontbreken gegevens die hun hemodynamische effecten vergelijken. De in de handel verkrijgbare pulsduplicators worden vaak gebruikt om de bloedcirculatie te simuleren via mechanische of 3D-geprinte hartkleppen. Vanwege de specifieke structuur en het werkingsmechanisme van de mitralisklep vereisen de experimenten met chirurgische technieken echter het gebruik van biologische weefsels. Ex vivo lamsmitraliskleppen zijn geschikt voor dergelijke experimenten, maar de methoden voor het monteren van deze kleppen op het pulsduplicatorsysteem (PDS) zijn niet goed gedefinieerd. Om dit aan te pakken, hebben we het systeem aangepast door middel van 3D-printen en siliconengieten als mitralisklephouder. We hebben de mitralisklep uit een lamshart gesneden voor elk experiment, inclusief het annulus- en subvalvar-apparaat. We hebben dit geïmplanteerd in het atrioventriculaire (mitralis) klepgebied van de testmachine met behulp van de siliconenhouder. Papillaire spierspanning werd gesimuleerd door hechtingen rond de chordae-papillaire juncties te binden en deze hechtingen door het ontgrendelingsgat aan de onderkant van de ventriculaire kamer te leiden. De eerste tests van de klepcompetentie werden uitgevoerd met een hartslag van 120 slagen per minuut en een hartminuutvolume van 2 l/min. Klepregurgitatie en de drukgradiënt tussen de atriale en ventriculaire kamers werden gemeten met behulp van pulsduplicator elektromagnetische flowmeters en gevalideerd met echocardiografie. Baseline hemodynamische testen toonden een consistente klepfunctie aan in vijf experimenten, met een gemiddelde regurgitatiefractie van 21,1% en echo-afgeleide transmitrale gradiënten variërend van 5,15 tot 8,13 mmHg. Slagvolumes en piekstroomsnelheden varieerden tussen monsters, wat de fysiologische variabiliteit binnen het pediatrische model weerspiegelt.

Inleiding

Het herstel van de mitralisklep is aanzienlijk geëvolueerd, waarbij hedendaagse chirurgische technieken een verbeterde werkzaamheid en verbeterde langetermijnresultaten bieden¹. Hoewel veel centra gestandaardiseerde mitralisherstelstrategieën hebben, blijft er een hardnekkige kloof bestaan in de uitgebreide evaluatie van de hemodynamische impact van deze interventies². Het optimaliseren van herstelstrategieën, met name voor anatomisch complexe of pediatrische gevallen, vereist modellen die gecontroleerde, herhaalbare fysiologische tests mogelijk maken.

Het pri....

Protocol

Deze studie werd uitgevoerd met behulp van lamsharten die post-mortem waren verkregen van een erkend slachthuis. Volgens het besluit van de lokale ethische commissie voor dierproeven van de Universiteit van Istanbul-Cerrahpaşa (2025/11) valt dit werk onder de vrijstelling zoals uiteengezet in artikel 8 (8-k1) van de HADYEK-richtlijn en was er daarom geen ethische goedkeuring vereist.

1. Experiment instellen

1. Dupliceer de mitralisinstroomcomponent van het pulsduplicatorsysteem met behulp van 3D-modelleringssoftware. Maak een digitale kopie van de bestaande geometrie om compatibili....

Resultaten

Baseline hemodynamische gegevens werden verkregen uit vijf ex vivo experimenten met behulp van native mitraliskleppen gemonteerd in een op maat gemaakte siliconenhouder in een pulsduplicatorsysteem. Het model werd geperfundeerd onder gestandaardiseerde pediatrische fysiologische omstandigheden (cardiale output: 2 l/min; HR: 120 bpm) en functionele beoordelingen werden uitgevoerd met behulp van druktransducers en echocardiografische beeldvorming.

De re.......

Discussie

Het doel van deze studie was om een model te ontwikkelen dat de mitralisklep repliceert in pediatrische hemodynamische toestand, wat onze keuze leidde om lamsharten als experimentele basis te gebruiken. Deze selectie werd gedreven door de sterke gelijkenis in afmetingen tussen de mitralisklep van het lam en die van pediatrische patiënten. Anatomisch gezien vertoont het lamshart een meer ventraal gekantelde oriëntatie langs de lengteas in vergelijking met het menselijk hart en bezit het e.......

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
2-0 Coated Braided Polyester Suture	Covidien	88863230-56	Stabilisatie van papillaire spieren tijdens testen
3D Printer	Ultimaker	Ultimaker S3	Gebruikt voor het maken van aangepaste siliconen mallen
5-0 Monofilament Polypropyleen Suture, Double Armed	Covidien	VPF-720-X	Het naaien van de klep aan de siliconen mal
DeBakey Atraumatische Forceps	Aesculap	MB062R	Weefselbehandeling tijdens dissectie
Fris Lamsharten	Gelicentieerd Slachthuis	—	Bron van inheemse mitraliskleppen
Mayo Dissectie Schaartjes	Aesculap	BC252B	Algemene hartdissectie
Micro Naaldhouder	Aesculap	FM538R	Het naaien van de mitralisklep
Nelson-Metzenbaum Schaartjes	Aesculap	BC606R	Gebruikt voor het snijden van hechtingen
Puls Duplicator Systeem	ViVitro Labs	18363	Gesimuleerd fysiologisch flow voor kleptesten
Siliconen Mallen	—	Op maat gemaakt	Gebruikt om ventrikelgeometrie te repliceren
Steriele Saline (0,9%)	Elabscience	PB180353	Medium voor perfusiecircuit