Name: Protocol voor Relatieve Hydrodynamische Beoordeling van Tri-folder Polymer Valves (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-17T18:50:00.000+00:00
Duration: 11 min 12 s
Description: Leer een protocol voor hydrodynamische evaluatie van driebladige polymeren hartkleppen met een gemodificeerde pulsdupplicator. Deze methode vergelijkt polymeren kleppen met native en mechanische varianten voor biomedisch onderzoek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Een subsidie ​​zaad van de Universiteit van Florida - College of Medicine is dankbaar erkend. Graduate studies (Manuel Salinas) werden ondersteund door een minderheid kansen in biomedische onderzoeksprogramma&#39;s - research initiatief voor wetenschappelijk enhancement (MBRS-RISE) fellowship: NIH / NIGMS R25 GM061347. Financiële steun van de Wallace H. Coulter Foundation door Florida International University, wordt Biomedical Engineering Department ook dankbaar erkend. Tot slot, de auteurs danken de volgende leerlingen voor hun hulp tijdens de verschillende fasen van de experimentele proces: Kamau Pier, Maleachi Suttle, Kendall Armstrong en Abraham Alfonso.

1. Voorbereiding <ol><li> Ontwerpen en fabriceren van een samenstel van een tri-folder afsluitergeometrie tegemoet. Dit zal ten minste met een klep houder hechtdraad in de klepbladen en een buis om de klep houder en de omliggende accessoires huisvesten aan de vast te zetten op de pols systeem voor reproductie. In ons geval hebben we gebruik gemaakt van een commercieel beschikbare puls systeem voor reproductie beschikbaar van ViVitro Labs Inc (Victoria, BC). Klephouder ontwerp evenals voor en na montage configuraties zijn afgebeeld in figuur 1. </li><li> De hele lus zal moeten voorafgaand aan gebruik worden geprepareerd. Dit omvat twee stappen: i) het reinigen van het gehele lussysteem met zeepoplossing en water, inclusief het vervangen van aangetaste buizen voor gebruik en ii) de kalibratie van instrumenten die de lus, namelijk de pomp wordt gebruikt, is de stromingsonde en de drukopnemers (gewoonlijk gemeten atriale en ventriculaire aorta locaties). Kalibratie kan initially worden uitgevoerd met 1% zoutoplossing en moet worden herhaald voorafgaand aan het gebruik bloed analoge glycerine oplossing. </li></ol> 2. Inheemse Aortaklep Dissection <ol><li> Krijgen 4 verse varken harten met de aorta intact uit een USDA goedgekeurde slachthuis (Institutional Animal Care en gebruik Comite (IACUC) goedkeuring kan nodig zijn). In ons geval werd onze dissectie protocol goedgekeurd door de IACUC aan de Florida International University (Protocol Goedkeuring nummer: 11-020). Het hart spoelen met gedemineraliseerd water en plaats het in een bakje gevuld met de 1% antimycotisch / antibiotica en steriele fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS)-oplossing en het vervoer op het ijs om de hydrodynamische testlaboratorium. </li><li> Plaats harten in een dissectie pan en verwijder voorzichtig het hartzakje. Positioneer het hart zodanig dat ventrale zijde naar u toe. Visueel inspecteren en identificeren van de vier kamers van het hart en zoek de aortaboog op de intacte aorta. </li><li> Scheid het hart in two helften door dwars door horizontaal op ongeveer 0,75 in onder de annulus, dwz de verbinding tussen de aorta en de linker hartkamer. Isoleren van de intacte aorta nog aan de linker ventrikel weefselsegment zorgvuldig. </li><li> Onderzoek de aortaklep in de aortawortel, het gebied tussen de omhooggaande aorta en de onderste ring, zodat er geen schade of tekenen van calcificatie. </li><li> Splits de aorta ~ 1 hierboven de annulus en scheid de linker ventrikel weefselsegment onder de annulus van de aortaklep (figuur 2a) te isoleren. </li></ol> 3. Polymeer en Inheemse Valve Hechten Process <ol><li> Plaats de hartklep in de klephouder zodanig dat de basis van elke klep uitgelijnd met de basis van de functionaris. Zet de klep op zijn plaats bij elke post tijdelijk met een paperclip, maar wees voorzichtig dat u de commissuren of de knobbels beschadigen. </li><li> Plaats de hechtdraad in denaald. Begin hechten aan de onderkant van de klephouder door het passeren van de naald door het eerste gat, van buiten naar binnen, zodat de naald gemakkelijk kan worden getrokken uit de bodem. In een looping mode, start hechten van de klep verticaal op de berichten van de klep houder. </li><li> Voortgang hechten (figuur 2b) langs de omtrek van de houder en veilig extra hechting rond de uiteinden van de houder posten. Paperclips (figuur 2c) kan worden verwijderd wanneer de klep volledig vastgezet met hechtingen aan de posten 3 en aan de omtrek van de klephouder (Figuren 2d en 2e). </li></ol> 4. Hydrodynamische Evaluatie Opmerking: de protocol zal variëren afhankelijk van de specifieke impuls systeem voor reproductie gebruikt. Alle informatie caontained hier gebruikt de ViVitro Pulse Duplicator Sysytem (ViVitro Labs, Inc, Vancouver, BC). <ol><li> Bi-leaflet valve <ol><li> Set hartslag van pulse systeem voor reproductie tot 70 slagen / min. </li><li> Selecteer een golfvorm van de pomp (in het geval van het systeem ViVitro de golfvorm S35 gekozen voor hydrodynamische tests) rijden. De specifieke golfvorm gebruikt in onze experimenten wordt toegelicht door Lim et al.. (2001) 17. </li><li> Zet de versterker en zuigerpomp. Opwarmen gedurende 15 minuten. </li><li> Place bi-bijsluiter klep (figuur 2f) in de aortaklep. </li><li> Uitstrijkjes vacuüm vet op alle kruispunten van het apparaat waarop lekkages kunnen optreden. </li><li> Giet glycerine / zoute vloeistof in de atriale compartiment. Merk op dat het pulserende duplicator systeem draait op 2 L van vloeistof met: 35% / 0,7 L glycerine en 65% / 1.3 L van de zoutoplossing. De zoutoplossing wordt bereid met keukenzout goed opgelost in gedeïoniseerd water bij een concentratie van 9 mg / ml (gewicht / volume). </li><li> Zet de stroomomzetter die is geplaatst in de aortaklep. </li><li> Kalibreren the pomp. </li><li> Ga verder met de stroomomzetter kalibratie gevolgd door de druksensoren. Net zoals bij de pomp, volgt u gewoon de instructies van de ViVitest software (ViVitro Labs Inc) voor elke stroomsnelheid en druk onder het tabblad kalibreren. </li><li> Nadat de kalibratie is voltooid, start de pomp bij een laag toerental totdat de vloeistof vult de aorta compartiment. Controleer op lekkage. Gebruik extra vacuüm vet indien nodig. </li><li> Draai de twee stop-hanen (aorta en ventriculaire transducers) tot stand te openen. </li><li> Verhoog het toerental van de pomp totdat het slagvolume 80 ml / slag bereikt. </li><li> Toestaan ​​dat het systeem te lopen voor 10 min, totdat stroom gestabiliseerd is. Flow stabilisatie kan worden geverifieerd door het observeren van de stroom en druk golfvormen weergegeven op het scherm. Lage tot geen variatie tussen cycli is een goede indicator van het systeem stabiliseren. </li><li> In de ViVitest software selecteert verwerven modus. </li><li> Klik op het verzamelen van 10 cycli. </li><li> Uit de analyse van de modus, clik op tafel en sla het bestand op. Ook bespaart een beeld van de golfvormen met behulp van de optie foto-snap in ViVitest. </li></ol></li><li> Inheemse en Polymer kleppen <ol><li> Voor polymeer en dierlijke kleppen, volgt u dezelfde stappen 3.1.1 - 3.1.3 van de bi-folder instructies voor de afsluiter. </li><li> Plaats de klep houder met de gehecht klep in de glazen buis van de op maat gemaakte montage. Sandwich de buis met de bovenste en onderste stukken en beveiligd-plaats met laterale schroeven en moeren. </li><li> Plaats de montage tussen de aorta-kamer en de originele aortaklep houder. </li><li> Ga verder met de stappen 3.1.5 - 3.1.16 van de bi-folder instructies voor de afsluiter. </li></ol></li></ol> 5. Nabewerking <ol><li> Flow en druk golfvormen <ol><li> De gemiddelde verzameld voor elk van de golfvormen verzameld, namelijk aortadruk (AP), ventriculaire druk (VP), en de stroomsnelheid (Q) gegevens. </li><li> Voor elke klep (polymeer, varkens ntieve aortaklep en bi-folder), plot de bijbehorende AP, VP en Q versus de tijd relaties op hetzelfde perceel. </li><li> Voor de AP, superimpose normale, inheemse aortaklep 18, en bi-leaflet kunstklep 19 kavels uit de literatuur voor validatie doeleinden. </li></ol></li><li> Hydrodynamische metrics <ol><li> Voor elke klep getest, moet de volgende hydrodynamische metrieken worden berekend: a) Aanvoer drukval en maximale transvalvular druk (TVP), b) de aorta root mean square (RMS) forward debiet, c) aorta forward flow, sluiten, lekkage en totale regurgitant volume, d) ventiel einde openingsgebied (EOA), e) transaortale forward flow, sluiten, lekkage en totale energie verliezen. <ol><li> Aanvoer drukval wordt berekend op basis van TVP lezingen en kan worden onderverdeeld in 3 tijdsintervallen, P: interval dat begint en eindigt met 0 TVP, F: interval met forward flow en H: interval beginnend met 0 TVP en eindigend met 0 flow. Maximale TVP is de maximum drukgradiënt opgenomen over de klep van de aorta en ventriculaire drukmetingen. </li><li> De RMS-forward debiet (Q rms) biedt een nuttige maatstaf voor het kwantificeren van de omvang van de forward debiet als volgt: <img alt="Vergelijking 1" fo:src="/files/ftp_upload/50335/50335eq1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50335/50335eq1.jpg" /> Waar &#39;n&#39; is het totale aantal tijdstippen verzameld, &#39;Qi&#39; is het ogenblikkelijk debiet meting verzameld om &#39;i&#39;. </li><li> De aorta vooruit, sluiten en lekkage volumes worden berekend op basis van de volgende tijdsintervallen, Forward: begin van voorwaartse stroom door de klep (t o), aan het einde van de forward flow (t 1); Sluiting: van t 1 tot aan de instantie van klepsluiting (t2) Lekkage van t2 tot het einde van de hartcyclus (t3). Totale regurgitant volume is simpelweg de som van closing en volumes lekkage. </li><li> De EOA gebaseerd op bloed eigenschappen kunnen worden berekend voor de 3 intervallen, P, F en H van het gemiddelde TVP gedurende elk van deze periodes als 20: <img alt="Vergelijking 1" fo:src="/files/ftp_upload/50335/50335eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50335/50335eq2.jpg" /></li><li> Energieverliezen zijn gedefinieerd als volgt 21: <img alt="Vergelijking 1" fo:src="/files/ftp_upload/50335/50335eq3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50335/50335eq3.jpg" /></li></ol></li></ol></li></ol>

<ol><li>Rajamannan, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calcific+aortic+valve+disease%3A+not+simply+a+degenerative+process%3A+A+review+and+agenda+for+research+from+the+National+Heart+and+Lung+and+Blood+Institute+Aortic+Stenosis+Working+Group.+Executive+summary%3A+Calcific+aortic+valve+disease-2011+update%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">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.</a> Circulation. 124, 1783-1791 (2011).</li>
<li>Marijon, E., Mirabel, M., Celermajer, D. S., Jouven, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rheumatic+heart+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Rheumatic heart disease.</a> Lancet. 379, 953-964 (2012).</li>
<li>Karaci, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+treatment+of+infective+valve+endocarditis+in+children+with+congenital+heart+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Card.+Surg%22%5BJournal%5D)">Surgical treatment of infective valve endocarditis in children with congenital heart disease.</a> J. Card. Surg. 27, 93-98 (2012).</li>
<li>Knirsch, W., Nadal, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infective+endocarditis+in+congenital+heart+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Pediatr%22%5BJournal%5D)">Infective endocarditis in congenital heart disease.</a> Eur. J. Pediatr. 170, 1111-1127 (2011).</li>
<li>Korossis, S. A., Fisher, J., Ingham, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+valve+replacement%3A+a+bioengineering+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed.+Mater.+Eng%22%5BJournal%5D)">Cardiac valve replacement: a bioengineering approach.</a> Biomed. Mater. Eng. 10, 83-124 (2000).</li>
<li>Ghanbari, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymeric+heart+valves%3A+new+materials%2C+emerging+hopes%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Polymeric heart valves: new materials, emerging hopes.</a> Trends Biotechnol. 27, 359-367 (2009).</li>
<li>Mol, A., Smits, A. I., Bouten, C. V., Baaijens, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+engineering+of+heart+valves%3A+advances+and+current+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Rev.+Med.+Devices%22%5BJournal%5D)">Tissue engineering of heart valves: advances and current challenges.</a> Expert Rev. Med. Devices. 6, 259-275 (2009).</li>
<li>Ramaswamy, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+organ+level+conditioning+on+the+promotion+of+engineered+heart+valve+tissue+development+in+using+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The role of organ level conditioning on the promotion of engineered heart valve tissue development in using mesenchymal stem cells.</a> Biomaterials. 31, 1114-1125 (2010).</li>
<li>Sacks, M. S., Schoen, F. J., Mayer, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioengineering+challenges+for+heart+valve+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Bioengineering challenges for heart valve tissue engineering.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 11, 289-313 (2009).</li>
<li>Zamorano, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EAE%2FASE+recommendations+for+the+use+of+echocardiography+in+new+transcatheter+interventions+for+valvular+heart+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Soc.+Echocardiogr%22%5BJournal%5D)">EAE/ASE recommendations for the use of echocardiography in new transcatheter interventions for valvular heart disease.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 24, 937-965 (2011).</li>
<li>ANSI/AAMI/ISO. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+Implants+-+Cardiac+Valve+Prostheses%5BTitle%5D)+AND+%22Assoc.+Adv.+Med.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular Implants - Cardiac Valve Prostheses.</a> Assoc. Adv. Med. Instrum. 71, (2005).</li>
<li>Gallocher, S. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Durability+Assessment+of+Polymer+Trileaflet+Heart+Valves%22">Durability Assessment of Polymer Trileaflet Heart Valves PhD thesis</a>. , Florida International University. Available from: FIU Electronic Theses and Dissertations 313 (2007).</li>
<li>Blood Cell Adhesion on Polymeric Heart Valves. Carroll, R., Boggs, T., Yamaguchi, H., Al-Mously, F., DeGroff, C., Tran-Son-Tay, R. UF Pediatrics Science Days Conference, March 7-9, Gainesville, FL, , (2012).</li>
<li>Hydrodynamic Evaluation of a Novel Tri-Leaflet Silicone Heart Valve Prosthesis. Pierre, K. K., Salinas, M., Carroll, R., Landaburo, K., Yamaguchi, H., DeGroff, C., Al-Mousily, F., Bleiweis, M., Ramaswamy, S. Biomedical Engineering Society, Annual Fall Meeting, Oct. 24-27, Atlanta, GA, , (2012).</li>
<li>Cacciola, G., Peters, G. W., Schreurs, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+three-dimensional+mechanical+analysis+of+a+stentless+fibre-reinforced+aortic+valve+prosthesis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">A three-dimensional mechanical analysis of a stentless fibre-reinforced aortic valve prosthesis.</a> J. Biomech. 33, 521-530 (2000).</li>
<li>De Hart, J., Cacciola, G., Schreurs, P. J., Peters, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+three-dimensional+analysis+of+a+fibre-reinforced+aortic+valve+prosthesis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">A three-dimensional analysis of a fibre-reinforced aortic valve prosthesis.</a> J. Biomech. 31, 629-638 (1998).</li>
<li>Lim, W. L., Chew, Y. T., Chew, T. C., Low, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsatile+flow+studies+of+a+porcine+bioprosthetic+aortic+valve+in+vitro%3A+PIV+measurements+and+shear-induced+blood+damage%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Pulsatile flow studies of a porcine bioprosthetic aortic valve in vitro: PIV measurements and shear-induced blood damage.</a> J. Biomech. 34, 1417-1427 (2001).</li>
<li>Gutierrez, C., Blanchard, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diastolic+heart+failure%3A+challenges+of+diagnosis+and+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Fam.+Physician%22%5BJournal%5D)">Diastolic heart failure: challenges of diagnosis and treatment.</a> Am. Fam. Physician. 69, 2609-2616 (2004).</li>
<li>Shi, Y., Yeo, T. J., Zhao, Y., Hwang, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particle+image+velocimetry+study+of+pulsatile+flow+in+bi-leaflet+mechanical+heart+valves+with+image+compensation+method%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Particle image velocimetry study of pulsatile flow in bi-leaflet mechanical heart valves with image compensation method.</a> J. Biol. Phys. 32, 531-551 (2006).</li>
<li>Chandran, K. B., Yoganathan, A. P., Rittgers, S. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aChandran%2C+KB+%22Biofluid+Mechanics%3A+The+Human+Circulation%22">Biofluid Mechanics: The Human Circulation</a>. , 1st edn, CRC Press, Taylor & Francis Group. 277-314 (2007).</li>
<li>Akins, C. W., Travis, B., Yoganathan, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+loss+for+evaluating+heart+valve+performance%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Thorac.+Cardiovasc.+Surg%22%5BJournal%5D)">Energy loss for evaluating heart valve performance.</a> J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 136, 820-833 (2008).</li>
<li>Fung, Y. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFung%2C+YC+%22Biomechanics%3A+Circulation%22">Biomechanics: Circulation</a>. , 2nd ed, Springer. (1997).</li>
<li>Keener, J., Sneyd, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKeener%2C+J+%22Mathematical+Physiology%2C+II%3A+Systems+Physiology%22">Mathematical Physiology, II: Systems Physiology</a>. , 2nd ed, Springer. (1998).</li>
<li>Quick, C. M., Berger, D. S., Noordergraaf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Apparent+arterial+compliance%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Apparent arterial compliance.</a> Am. J. Physiol. 274, H1393-H1403 (1998).</li>
<li>Wang, Q., Jaramillo, F., Kato, Y., Pinchuk, L., Schoephoerster, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrodynamic+Evaluation+of+a+Minimally+Invasive+Heart+Valve+in+an+Isolated+Aortic+Root+Using+a+Modified+In+Vitro+Model%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Med.+Devices%22%5BJournal%5D)">Hydrodynamic Evaluation of a Minimally Invasive Heart Valve in an Isolated Aortic Root Using a Modified In Vitro Model.</a> J. Med. Devices. 3, 011002.1-011002.6 (2009).</li>
<li>Baldwin, J. T., Campbell, A., Luck, C., Ogilvie, W., Sauter, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluid+dynamics+of+the+CarboMedics+kinetic+bileaflet+prosthetic+heart+valve%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Cardiothorac.+Surg%22%5BJournal%5D)">Fluid dynamics of the CarboMedics kinetic bileaflet prosthetic heart valve.</a> Eur. J. Cardiothorac. Surg. 11, 287-292 (1997).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

In deze studie hebben we aangetoond dat de bruikbaarheid van het wijzigen van een in de handel verkrijgbaar pulserende duplicator unit aan tri-folder klep geometrieën tegemoet zodat hydrodynamische testen van polymeer en inheemse varkens afsluiters kunnen worden uitgevoerd. Specifiek in ons geval, het systeem gemodificeerd was een ViVitro linker hart en systemische simulator systeem (figuur 1a) bediend via het ViViTest data-acquisitiesysteem (ViVitro Systems, Inc, Victoria, BC, Canada). Echter, het syst...

Hartklepaandoeningen vaak het gevolg van degeneratieve ventiel verkalking 1, reumatische koorts 2, endocarditis 3,4 of aangeboren afwijkingen. Als afsluiter schade ontstaat, waardoor stenose en / of regurgitatie klepverzakking en kan niet operatief worden hersteld, wordt de inheemse klep meestal vervangen door een kunstklep. Momenteel beschikbare opties omvatten mechanische kleppen (kooi-kogelafsluiters, kantelen schijf kleppen, enz.), Homograft en bioprothetische kleppen (varkens en runderen kleppen). Mechanische kleppen zijn vaak aanbevolen voor jongere patiënten op basis van hun duurzaamheid, maar de patiënt is vereist op antistollingsbehandeling te voorkomen trombotische complicaties 5 te blijven. Homograft en biologische kunstkleppen zijn effectieve keuzes te bloedverdunner therapie te voorkomen geweest, maar deze kleppen hebben verhoogd risico op fibrose, verkalking, degeneratie, en immunogeen complicaties die leiden tot ventiel falen 6. Tissue-engineered kleppen worden onderzocht als een opkomende technologie 7-9, maar er blijft nog veel te worden ontdekt. Alternatief duurzaam, biocompatibel, prothetische kleppen nodig om de kwaliteit van leven van de hartklep ziekte patiënten. Nogmaals, kan deze klep ontwerp vervangt de bioprothese gebruikt in transkatheterklep technologie, met transcatheter benaderingen tonen het potentieel voor het transformeren van de behandeling van geselecteerde patiënten met ziekte van de hartklep 10. Zoals aangegeven door de huidige normen, moet een succesvolle hartklep vervangende de volgende prestatiekenmerken: &quot;1) laat forward flow met aanvaardbaar klein gemiddelde drukverschil druppel; 2) voorkomt retrograde stroom met aanvaardbaar klein oprispingen; 3) weerstaat embolisatie; 4) weerstaat hemolyse; 5) weerstaat stolselvorming; 6) is biocompatibel, 7) is compatibel met de in vivo diagnostische technieken; 8) is leverbaar en implanteerbare in het doelbevolking, 9) vast blijft eenmaal geplaatst, 10) een aanvaardbare geluidsniveau, 11) heeft reproduceerbare functie, 12) zijn functionaliteit behoudt een redelijke levensduur, in overeenstemming met de generieke klasse; 13) handhaaft de functionaliteit en steriliteit voor een redelijke plank life vóór implantatie. &#39;11. Sommige van de tekortkomingen van bestaande klepprothesen kan mogelijk worden opgelost door een polymeer klep. biocompatibel polymeren beschouwd topkandidaten basis van biologische stabiliteit, anti-hydrolyse, anti-oxidatie en voordelige mechanische eigenschappen zoals hoge sterkte en visco-elasticiteit. Met name kunnen elastomere polymeren materiaalvervorming lijken natieve klep dynamiek verschaffen. Elastomeren worden aangepast aan zacht weefsel eigenschappen nabootsen en kunnen de enige kunstmatige materialen beschikbaar die bio-tolerant en dat de gekoppelde kan weerstaan, in vivo, vloeistof-geïnduceerde, buig-en trekspanningen, maar toch, bewegen op een manier die lijkt op gezonde,inheemse klep beweging. Bovendien kunnen elastomeren massa geproduceerd in verschillende maten, opgeslagen met gemak, verwacht kosteneffectief apparaten en kan structureel worden aangevuld met vezelversterking. Het concept van het gebruik van polymere materialen om een tri-folder afsluiter monteren is niet nieuw en is het onderwerp geweest van een aantal onderzoeks-onderzoeken in de afgelopen 50 jaar 12, die grotendeels te wijten aan beperkte klep duurzaamheid werden verlaten. Echter, met de komst van nieuwe fabricagemethoden 13,14, versterking van polymeermaterialen 15,16 en potentieel naadloze integratie polymeer ventiel produkten met transkatheterklep technologie, is er recentelijk een hernieuwde interesse en activiteit in ontwikkeling polymeer kleppen als een mogelijk geweest alternatief voor beschikbare commerciële kleppen. In dit licht is een protocol voor het inschakelen van het testen van deze kleppen om hydrodynamische functionaliteit beoordelen is de eerste stapin het evaluatieproces; nog commercieel beschikbare puls simulator systemen over het algemeen niet uitgerust om tri-folder klepontwerpen tegemoet te komen en bevatten een ringvormige tussenruimte aan commercieel beschikbare hartkleppen (bijv. kantelen schijf, bi-folder mechanische hartkleppen) plaatst. Ten tweede, polymeer kleppen zijn een opkomende technologie waarvan de hydrodynamica kan alleen worden beoordeeld in een relatieve context. Hoewel natieve hartklep druk en debiet gegevens beschikbaar, is het belangrijk te testen eigen aortische kleppen varkens, die biologisch op humane kleppen voeren met dezelfde pulserende simulator die wordt gebruikt om het polymeer kleppen dient te evalueren om rekening te houden waarderingsverschillen die kan zijn systeem afhankelijk. Dus het doel van deze studie was om aan te tonen hoe een commercieel verkrijgbaar puls simulator kan worden uitgerust met een samenstel tri-bijsluiter klep constructen vangen en polymeer klep hydrodynamische metrics in relatieve cont systematische evaluatieext in vergelijking met mechanische en inheemse varkens hartklep tegenhangers. In ons geval, nieuwe tri-folder siliconepolymeer kleppen eerder ontwikkeld aan de Universiteit van Florida 13 omvatte het polymeer ventiel groep.

<table><tbody><tr><td>Pomp</td><td>ViVitro Labs</td><td></td><td><a href="http://vivitrolabs.com/products/superpump/" target="_blank">http://vivitrolabs.com/products/superpump/</a></td></tr><tr><td>Debietmeter en sonde</td><td>Carolina Medical</td><td>Model 501D</td><td><a href="http://www.carolinamedicalelectronics.com/documents/FM501.pdf" target="_blank">http://www.carolinamedicalelectronics.com/documents/FM501.pdf</a></td></tr><tr><td>Druktransducer</td><td>ViVitro Labs</td><td>HCM018</td><td></td></tr><tr><td>ViVitro drukmeetassemblage</td><td>ViVitro Labs</td><td>6186</td><td></td></tr><tr><td>Klephouder</td><td>WB Engineering</td><td></td><td>Ontworpen door Florida International University. Vervaardigd door WB Engineering</td></tr><tr><td>Pulsduplicator</td><td>ViVitro Labs</td><td>PD2010</td><td><a href="http://vivitrolabs.com/wp-content/uploads/Pulse-Duplicator-Accessories1.pdf" target="_blank">http://vivitrolabs.com/wp-content/uploads/Pulse-Duplicator-Accessories1.pdf</a></td></tr><tr><td>Pulsduplicator gegevensverzameling en controlesysteem, inclusief ViViTest-software</td><td>ViVitro Labs</td><td>PDA2010</td><td><a href="http://vivitrolabs.com/products/software-daq" target="_blank">http://vivitrolabs.com/products/software-daq</a></td></tr><tr><td>Porcine harten en inheemse aortakleppen</td><td>Mary&#039;s Ranch Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bi-leaflet mechanische kleppen</td><td>Saint Jude Medical</td><td></td><td><a href="http://www.sjm.com/" target="_blank">http://www.sjm.com/</a></td></tr><tr><td>Hoge vacuümvet</td><td>Dow Corning Corporation</td><td></td><td><a href="http://www1.dowcorning.com/DataFiles/090007b281afed0e.pdf" target="_blank">http://www1.dowcorning.com/DataFiles/090007b281afed0e.pdf</a></td></tr><tr><td>Glycerine</td><td>McMaster-Carr</td><td>3190K293</td><td>99% Natuurlijk 5 gal</td></tr><tr><td>Fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS)</td><td>Fisher Scientific</td><td>MT21031CV</td><td>100 ml/hart</td></tr><tr><td>Antimycotische/antibiotische oplossing</td><td>Fisher Scientific</td><td>SV3007901</td><td>1 ml in 100 ml PBS/hart; 20 ml voor ViVitro-systeem</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014-500G</td><td>9 g/L gedeïoniseerd water</td></tr><tr><td>Gedeïoniseerd water</td><td>EMD Millipore Chemicals</td><td></td><td>Millipore gedeïoniseerd zuiveringssysteem. 1,3 L voor ViVitro-systeem, 200 ml voor het dissectieproces van de hartklep</td></tr></tbody></table>

protocol voor relatieve hydrodynamische beoordeling van tri-folder polymer valves

Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves

Beperkingen van de momenteel beschikbare kunstkleppen, xenografts en homografts hebben geleid tot een recente heropleving van de ontwikkelingen op het gebied van de tri-folder polymeer ventiel prothesen. Echter, de identificatie van een protocol voor de eerste evaluatie van de polymeer ventiel hydrodynamische functionaliteit staat voorop tijdens de vroege stadia van het ontwerpproces. Traditionele in vitro puls duplicator systemen zijn niet geconfigureerd om flexibel tri-folder materialen geschikt, daarnaast beoordeling van polymeer ventiel functionaliteit moet worden gemaakt in een relatieve context aan inheemse en prothetische hartkleppen onder identieke testomstandigheden zodat variabiliteit in de metingen van verschillende instrumenten kunnen worden vermeden. Daarom voerden wij hydrodynamische beoordeling van i) natuurlijke (n = 4, gemiddelde diameter D = 20 mm), ii) bi-leaflet mechanische (n = 2, D = 23 mm) en iii) polymeer kleppen (n = 5, D = 22 mm) door het gebruik van een in de handel verkrijgbaar systeem voor reproductie puls (ViVitro LabsInc, Victoria, BC) die werd gewijzigd om tri-folder klep geometrieën tegemoet. Tri-folder siliconen kleppen ontwikkeld aan de Universiteit van Florida bestaat uit het polymeer ventiel groep. Een mengsel in de verhouding 35:65 glycerine water werd gebruikt om bloed fysische eigenschappen bootsen. Ogenblikkelijk debiet gemeten bij het grensvlak van de linker ventrikel en aorta eenheden terwijl de druk werd geregistreerd bij de ventriculaire en aorta posities. Bi-folder en inheemse klep gegevens uit de literatuur werd gebruikt om de stroom en druk metingen te valideren. De volgende hydrodynamische metrics werden gemeld: forward flow drukval, aorta root mean square forward debiet, aorta sluiten, lekkage en regurgitant volume, transaortale sluiten, lekkage, en de totale energie verliezen. Representatieve resultaten gaven aan dat hydrodynamische metrieken uit de drie kraangroepen succes zou kunnen worden verkregen door het opnemen van een custom-built assemblage in een commercieel beschikbare puls systeem voor reproductie en subsequently, objectieve vergelijking met inzichten over de functionele aspecten van het polymeer klepontwerp bieden.

Representatieve stroom en druk golfvormen worden getoond in Figuren 3, 4 en 5. De kavels werden gemiddeld over de steekproefgrootte van de kleppen getest voor elke groep, die was, n = 5, 4, en 2 kleppen voor polymeer, inheemse varkens en bi-folder groepen, respectievelijk. De gemiddelde hydrodynamische metrics en de standaardafwijking van het gemiddelde voor deze steekproefomvang worden weergegeven in Tabel 1. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="al...

Is er hernieuwde belangstelling voor het ontwikkelen polymeer kleppen. Hier, de doelstellingen zijn om de haalbaarheid van het wijzigen van een commerciële impuls duplicator aan tri-folder geometrieën tegemoet en een protocol te definiëren polymeer ventiel hydrodynamische gegevens te presenteren in vergelijking met autochtone en kunstklep data onder bijna-identieke omstandigheden verzameld demonstreren.

Protocol voor Relatieve Hydrodynamische Beoordeling van Tri-folder Polymer Valves

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of ...

Het algemene doel van het volgende experiment is om aan te tonen hoe een commercieel beschikbare in vitro pulse duplicator kan worden aangepast voor opkomende driebladige polymere hartklepprothesen, en om de hydrodynamische parameters van de assemblage te evalueren. Dit wordt bereikt door een buis en een klephouder te assembleren die geschikt zijn voor een driebladige klepconfiguratie in de pulse duplicator. Als tweede stap worden polymere kleppen op hun plaats gehecht en getest om hun hydrodynamische parameters te meten. Natuurlijke varkenskleppen en mechanische hartkleppen worden eveneens getest om de hardwarematige aanpassingen van het systeem aan het mechanische ontwerp van de synthetische klep te valideren.De resultaten tonen aan dat het aangepaste polsduplicatiesysteem kan worden gebruikt om polymeerkleppen te evalueren met de hydrodynamica van zowel natuurlijke varkenskleppen als mechanische kleppen, waardoor inzicht wordt verkregen in de functionele aspecten van het ontwerp van polymeerkleppen. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode in verwarring raken omdat de technieken omslachtig zijn en er veel concepten met betrekking tot hydrodynamische meet

protocol-for-relative-hydrodynamic-assessment-tri-leaflet-polymer

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Tonen we protocollen voor de productie en het automatiseren van elastomeer polydimethylsiloxaan (PDMS) op basis van microklep arrays dat er geen extra energie nodig te sluiten en zijn voorzien van photolithographically gedefinieerd precieze volumes. Een parallel subnanoliter-volume mixer en een geïntegreerd microfluïdische perfusie-systeem worden gepresenteerd.

Microfluïdische Chips Gecontroleerde met elastomeer microklep Arrays

Een nieuwe microfluïdische systeem is ontwikkeld met behulp van het fenomeen van de passieve pompen en een door de gebruiker gecontroleerd vloeistof aflevering systeem. Dit microfluïdische systeem heeft de potentie om te worden gebruikt in een breed scala van biologische toepassingen, gezien de lage kosten, gebruiksgemak, volumetrische precisie, hoge snelheid, herhaalbaarheid en automatisering.

High Speed ​​Droplet-based Delivery System voor Passive Pompen in microfluïdische apparaten

Dit protocol repliceert fysiologische of pathologische bloedstroom in vitro te helpen bij het ​​bepalen celrespons ziekte pathologieën. Door de invoering van een druk rustkamer stroomafwaarts van een bloed pomp, kan de bloedstroom over het vaatstelsel worden gerecapituleerd en opgelegd aan een monolaag van vasculaire endotheel of mimetische co-cultuur.

In vitro model van de fysiologische en pathologische Blood Flow met toepassing op onderzoeken van Vascular celremodelering

Meerlagige microfluïdische apparaten omvatten vaak de fabricage van mastervormen met complexe geometrieën voor functionaliteit. Dit artikel presenteert een volledig protocol voor meertraps fotolitografie met kleppen en functies met variabele hoogte die afstembaar zijn op elke toepassing. Als demonstratie fabriceren we een microfluïdische druppelgenerator die in staat is om hydrogelkorrels te produceren.

Multi-stap Variabele Hoogte fotolithografie voor Valved Multilayer microfluïdische apparaten

Dit protocol omvat karakterisaties Atrioventriculaire ventiel folders met kracht-gecontroleerde, verplaatsing-gecontroleerde, en stress-ontspanning biaxial mechanische testprocedures. Resultaten verkregen met dit protocol kunnen worden gebruikt voor ontwikkeling van de constitutieve model om de mechanische gedrag van werkende kleppen binnen een eindige elementen simulatie kader te simuleren.

Biaxial mechanische karakteristieken van Atrioventriculaire hartkleppen

Aorta regurgitatie is een aortaklep hart-en vaatziekte. Dit manuscript laat zien hoe vierdimensionale flow magnetische resonantie beeldvorming aorta regurgitatie kan evalueren met behulp van in vitro hartkleppen die aorta regurgitatie nabootsen.

In vitro Beoordeling van aortaregurgitatie met behulp van vierdimensionale flow magnetische resonantie beeldvorming

Het huidige protocol beschrijft deeltjesbeeld velocimetrie (PIV) metingen die worden uitgevoerd om de sinusstroom door de in vitro opstelling van de transkatheter aortaklep (TAV) te onderzoeken. De hemodynamische parameters op basis van snelheid worden ook bepaald.

Deeltjesbeeld Velocimetrie Onderzoek van hemodynamiek via aortafantoom

We presenteren een methode voor het monteren van een varkensaortaklep op een pulsduplicator om de hydrodynamische eigenschappen ervan te testen. Deze methode kan worden gebruikt om de verandering in hydrodynamica te bepalen na de toepassing van een experimentele procedure of een nieuw medisch hulpmiddel voorafgaand aan gebruik in een groot diermodel.

Een ex vivo varkensmodel voor hydrodynamisch testen van experimentele aortaklepprocedures en nieuwe medische hulpmiddelen

De fabricage van een dubbellaags apparaat op basis van polydimethylsiloxaan (PDMS) voor de productie van combinatorische bibliotheken in water-in-olie-emulsies (pluggen) wordt hier gepresenteerd. De benodigde hardware en software die nodig zijn om de productie van stekkers te automatiseren, worden gedetailleerd beschreven in het protocol en de productie van een kwantitatieve bibliotheek van fluorescentiestekkers wordt ook gedemonstreerd.

Dubbellaags microfluïdisch apparaat voor de productie van combinatorische pluggen

In dit artikel presenteren we een microfluïdisch-gebaseerde methode voor deeltjesfysica opsluiting op basis van hydrodynamische stroming. Tonen we stabiel deeltje trapping in op een vloeiende stagnatie punt met behulp van een feedback control mechanisme, waardoor opsluiting en micromanipulatie van willekeurige deeltjes in een geïntegreerde microdevice.

Een Microfluïdische-gebaseerde Hydrodynamische Trap voor Single Particles

Leer een protocol voor hydrodynamische evaluatie van driebladige polymeren hartkleppen met een gemodificeerde pulsdupplicator. Deze methode vergelijkt polymeren kleppen met native en mechanische varianten voor biomedisch onderzoek.

Protocol voor Relatieve Hydrodynamische Beoordeling van Tri-folder Polymer Valves

Meer video's verkennen