Een ex vivo varkensmodel voor hydrodynamisch testen van experimentele aortaklepprocedures en nieuwe medische hulpmiddelen
25 augustus 2023
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.
Er zijn beperkte mogelijkheden voor het testen van nieuwe cardiale procedures en medische hulpmiddelen voor onderzoek voordat ze in een groot diermodel worden gebruikt. Ons protocol biedt de mogelijkheid om dergelijke procedures en apparaten te verfijnen in een biologisch en anatomisch relevante context voordat aan grote dierstudies wordt begonnen. Andere technieken voor het monteren van een aortaklep op een pulsduplicator vereisen het inbrengen of bevestigen van een stijve structuur aan de annulus van de aortaklep, waardoor de hydrodynamische eigenschappen van de klep worden vervormd.
Ons protocol biedt een innovatieve manier om de LVOT te cannuleren, zodat alle gemeten hydrodynamische eigenschappen geldig zijn. Deze methode is ontworpen om de levensvatbaarheid te beoordelen van bijsluitervervangende materialen voor gebruik als klepreparatiepleister of prothese. Het is een cruciaal hulpmiddel voor ons toekomstig onderzoek waarin we biomimetische polymere materialen ontwikkelen voor gebruik als duurzame klepvervangingen met natuurlijk weefsel, zoals mechanische en hydrodynamische eigenschappen.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een nieuwe methode voor het monteren van een varkensaortaklep op een pulsdruplicator, waardoor de beoordeling van de hydrodynamische eigenschappen ervan mogelijk wordt. Deze techniek maakt het mogelijk om veranderingen in de hydrodynamica te evalueren na experimentele procedures of de toepassing van nieuwe medische hulpmiddelen voorafgaand aan testen in grote dieren.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Cardiovasculair onderzoek
- Testen van medische hulpmiddelen
- Hydrodynamica
Achtergrond
- Er zijn beperkte testmogelijkheden voor hartprocedures vóór het gebruik van modellen met grote dieren.
- Huidige methoden kunnen de hydrodynamische eigenschappen van de klep vervormen.
- Innovatieve canulatietechnieken zijn nodig voor nauwkeurige beoordelingen.
- Het onderzoek richt zich op de ontwikkeling van biomimetische materialen voor klepsubstituten.
Doel van de studie
- Om een betrouwbare methode te bieden voor het testen van de hydrodynamica van de aortaklep.
- Om de geschiktheid van materialen voor klepreparatie of prosthesis te beoordelen.
- Om medische hulpmiddelen te verfijnen in een relevante biologische context.
Gebruikte methoden
- Het monteren van een aortaklep van een varken op een pulssd duplicator.
- Het beoordelen van hydrodynamische eigenschappen zonder de klep te vervormen.
- Het evalueren van materialen voor bladvervanging bij klepreparatie.
- Het gebruik van biomimetische polymere materialen in onderzoek.
Belangrijkste resultaten
- De methode behoudt de hydrodynamische eigenschappen van de aortaklep.
- Het maakt een nauwkeurige meting van hydrodynamische veranderingen mogelijk.
- Het faciliteert de ontwikkeling van duurzame klepsubstituten.
- Het biedt een basis voor toekomstige studies bij grote dieren.
Conclusies
- De voorgestelde methode is een cruciaal instrument voor cardiaal onderzoek.
- Het verbetert het testen van nieuwe medische hulpmiddelen en procedures.
- Deze aanpak kan leiden tot verbeterde resultaten bij klepreparaties en prothesen.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
De preklinische ontwikkeling van cardiale hulpmiddelen en procedures kent een kritische kloof tussen engineering op de werkbank en validatie in grote dieren, wat vaak de voorspellende betrouwbaarheid beperkt en het biologische risico verhoogt. Dit ex vivo platform voor hydrodynamisch testen van porcine kleppen maakt een strikte, kwantitatieve beoordeling mogelijk van de impact van hulpmiddelen en procedures in een biologisch relevant systeem voorafgaand aan dierstudies. Deze aanpak ondersteunt mechanische risicovermindering en portfolio-triage voor nieuwe interventies aan de aortaklep en biomateriaal-kandidaten.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt functionele validatie van nieuwe materialen voor klepreparatie en apparaatconcepten mogelijk in een anatomisch relevante context.
- Ondersteunt mechanische risicoreductie door de hydrodynamische prestaties vóór en na de interventie te kwantificeren.
- Faciliteert de comparatieve evaluatie van kandidaatmaterialen of technieken ten opzichte van benchmarks van natuurlijke kleppen.
Screening & Assayontwikkeling
- Biedt een gestandaardiseerd, reproduceerbaar platform voor de ontwikkeling van hydrodynamische assays en de screening van apparaten.
- Genereert kwantitatieve outputs, zoals de regurgitatiefractie en stroommetriek, voor een objectieve vergelijking.
- Maakt iteratieve optimalisatie van prototype-apparaten en procedurele workflows mogelijk voorafgaand aan in vivo studies.
Translationeel & preklinisch onderzoek
- Rijgt preklinische evaluatie van apparaten en biomaterialen uit met anatomische en fysiologische parameters die relevant zijn voor de ziekte.
- Ondersteunt de continuïteit van de materiaalselectie in de ontdekkingsfase tot aan de preklinische validatie van de functionele prestaties.
- Vermindert het risico op falen in een laat stadium door suboptimale kandidaten te identificeren vóór dierproeven.
Integratie van Pipeline & Workflow
Deze ex vivo hydrodynamische testmethode slaat een brug tussen vroege ontdekking en preklinische validatie en biedt een cruciale workflowstap tussen engineering op de laboratoriumbank en studies met grote dieren.
- Ontdekkingsbiologie: Kwantificeert de impact van experimentele procedures of materialen op de klepfunctie, ter ondersteuning van hypothese-gestuurde validatie van targets.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve hydrodynamische gegevens ter informatie voor de selectie en verdere selectie van kandidaten.
- Analytiek: Maakt statistische vergelijking mogelijk van de klepprestaties vóór en na de interventie met behulp van gestandaardiseerde metrieken.
- Translationeel onderzoek: Garandeert dat apparaat- en materiaalkandidaten voldoen aan fysiologische prestatienormen voordat ze worden doorgevoerd naar diermodellen.
- Bedrijfsvoorziening en hergebruik: Vestigt een herbruikbaar platform voor voortdurende innovatie van apparaten, biomaterialen en procedures binnen cardiovasculaire R&D-portefeuilles.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanische ambiguïteit bij de evaluatie van apparaten en biomaterialen.
- Operationele waarde: Standaardiseert preklinisch testen, waardoor de reproduceerbaarheid en schaalbaarheid over projecten heen wordt verbeterd.
- Strategische waarde: Maakt eerdere go/no-go-beslissingen mogelijk, wat de toewijzing van middelen optimaliseert en uitval in een laat stadium vermindert.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering en de verdere ontwikkeling van kandidaten met een hoog betrouwbaarheidsniveau.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in hartanatomie, chirurgische dissectie en hydrodynamische metingen.
- Toegang tot polspulsduplicatoren en analytische infrastructuur voor kwantitatieve uitlezingen is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor de preparatie van specimens en protocollen voor data-analyse.
- Aanpassingen kunnen nodig zijn voor verschillende kleptypes of apparaatklassen.
- Het gebruik van vers weefsel is essentieel, aangezien fixatie de hydrodynamische eigenschappen verandert en de resultaten kan beïnvloeden.
