Name: Nowatorskie przezskórne podejście do wdrażania drukowanych w 3D implantów zwężenia choroby wieńcowej w modelach choroby niedokrwiennej serca u świń (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-18T16:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 39 s
Description: Poznaj przezskórną metodę wdrażania drukowanych w 3D implantów wieńcowych u świń z wykorzystaniem katetera mother-and-child. Technika ta umożliwia bezpieczne i szybkie wprowadzenie implantów, minimalizując działania niepożądane u zwierząt.

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

Dziękujemy pracownikom Centrum Obrazowania Badań Translacyjnych UCLA oraz Wydziału Laboratoryjnej Medycyny Zwierząt Uniwersytetu Kalifornijskiego, Los Angeles, CA, USA za pomoc. Prace te są częściowo wspierane przez Wydział Radiologii i Medycyny w David Geffen School of Medicine na UCLA, American Heart Association (18TPA34170049) oraz przez Clinical Science Research, Development Council of the Veterans Health Administration (VA-MERIT I01CX001901).

Przeprowadziliśmy eksperymenty zgodnie z wytycznymi Ustawy o Dobrostanie Zwierząt, National Institutes of Health i American Heart Association on Research Animal Use. Nasz Instytucjonalny Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Ich Wykorzystania zatwierdził protokół badania na zwierzętach.
1. Przygotowanie przedzabiegowe implantów zwężenia wieńcowego wydrukowanych w 3D
<ol>
	<li>Za pomocą pęsety zanurz wydrukowane implanty w 25% roztworze heparyny, aby zapobiec tworzeniu się skrzepliny i pozostaw do wyschnięcia na powietrzu przez 24 godziny.</li>
</ol>
2. Przygotowanie przedzabiegowe tematów zwierzęcych
<ol>
	<li>Niech samce świń rasy Yorkshire (SNS Farms, 30–45 kg) przybędą do instytucji na 1 tydzień przed datą eksperymentu i pozwolą im się zaaklimatyzować.</li>
	<li>Utrzymuj świnie na czczo po północy w dniu poprzedzającym zabieg.</li>
</ol>
3. Znieczulenie zabiegowe
<ol>
	<li>Uspokoić świnie ketaminą domięśniowo (10 mg/kg) i dożylnie midazolamem (1 mg/kg).</li>
	<li>Przewietrzyć zwierzęta mieszaniną tlenu i izofluranu (1–2%).</li>
	<li>Wykonaj intubację dotchawiczą, gdy zwierzę zostanie uspokojone.</li>
	<li>Podawać dożylnie (IV) rokuronium (2,5 mg/kg/h) i podawać dodatkowe bolusy (1–3 mg/kg dożylnie co 20–30 minut), gdy jest to konieczne do uzyskania unieruchomienia przepony.</li>
	<li>Utrzymuj chirurgiczną płaszczyznę znieczulenia przez cały czas trwania zabiegu, sprawdzając przebudzenie, ruchy, duże wahania parametrów życiowych i inne oznaki niepokoju lub dyskomfortu przez cały czas trwania eksperymentu. Monitorowaliśmy świnie przez około 6 godzin w znieczuleniu.</li>
</ol>
4. Dostęp naczyniowy
<ol>
	<li>Stosując technikę Seldingera, wprowadź osłonki tętnicze i żylne do obustronnych tętnic i żył udowych badanych.</li>
	<li>Przepłukiwać wszystkie porty cewnika w sposób ciągły heparynizowaną solą fizjologiczną.</li>
</ol>
5. Przedzabiegowe podawanie leków
<ol>
	<li>Amiodaron należy podawać domięśniowo (1,5 mg/kg), lidokainę dożylnie (2 mg/kg) i esmolol dożylnie (1 mg/kg) w zależności od potrzeb w profilaktyce arytmii. W razie potrzeby podawaj powtarzane dawki amiodaronu, lidokainy i esmololu, aby stłumić rytmy komorowe i kontrolować reakcję tętna.</li>
	<li>Po uzyskaniu dostępu naczyniowego należy podać heparynę (5 000–10 000 jednostek), aby utrzymać czas krzepnięcia po aktywacji (ACT) >300 s. Sprawdzaj ACT co godzinę w trakcie eksperymentu i podawaj dożylnie dodatkową heparynę w razie potrzeby, aby utrzymać cel ACT.</li>
</ol>
6. Monitorowanie hemodynamiczne
<ol>
	<li>Użyj pojedynczego bocznego elektrokardiograficznego (EKG) klatki piersiowej do rejestrowania zmian w odcinku ST, załamkach T i tętnie podczas całego okresu eksperymentalnego.</li>
	<li>Użyj przetwornika ciśnienia, aby zarejestrować ciągłe ciśnienie w tętnicy udowej przez cały czas trwania zabiegu.</li>
	<li>Przymocuj pulsoksymetr do ucha lub wargi zwierzęcia, aby uzyskać ciągłe zapisy pulsoksymetrii.</li>
</ol>
7. Przygotowanie sprzętu do dostarczania implantów
<ol>
	<li>Przed wykonaniem koronarografii należy wprowadzić opróżniony balon wieńcowy NC Trek over-the-wire przez cewnik matki i dziecka o pożądanym rozmiarze, tak aby końcówka balonu wystawała poza końcówkę cewnika.</li>
	<li>Zamontuj wydrukowany w 3D implant na opróżnionym balonie angioplastyki tak, aby implant był umieszczony między markerami balonu i blisko bliższego markera (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1B).</li>
	<li>Napompuj balon za pomocą insulatora do 2–3 atm w celu zamocowania implantu na balonie. Sprawdź, czy implant jest umieszczony bliżej bliższej połowy balonu, tak aby był najbliżej cewnika matki i dziecka, gdy będzie gotowy do usunięcia (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1B).</li>
</ol>
8. Koronarografia i wszczepienie implantu wieńcowego
<ol>
	<li>Umieść fluoroskopowe ramię C w projekcji przednio-tylnej (AP).</li>
	<li>Podłącz zawór sterujący (patrz Tabela materiałów) do lewego lub prawego cewnika kierującego naczyniami wieńcowymi (patrz Tabela materiałów).</li>
	<li>Wprowadzić cewnik prowadzący przez drut zakończony w kształcie litery J przez prawą osłonkę tętnicy udowej i pod kontrolą fluoroskopową przesunąć cewnik do korzenia aorty.</li>
	<li>Selektywnie (lub nieselektywnie) wprowadzić cewnik do lewej głównej tętnicy wieńcowej (LMCA) i wstrzyknąć 5 ml jodowanego kontrastu pod fluoroskopią, aby uwidocznić lewy układ wieńcowy.</li>
	<li>Ustawić cewnik prowadzący w kierunku LMCA dla drugiego angiogramu (<silna klasa="xfig">Rysunek 2). Jeśli zajęcie tętnicy wieńcowej okaże się trudne, częściowo z powodu krótkiego łuku aorty świni, rozważ wykonanie nieselektywnych angiogramów, o ile zapewniają one odpowiednią wizualizację naczyń.</li>
	<li>Po wsunięciu w LMCA lub umieszczeniu w pobliżu LMCA pod fluoroskopią, wsuń drut wieńcowy o długości 0,014 cala i 300 cm (patrz Tabela materiałów) do LMCA i dalej przesuwaj drut do dystalnej lewej przedniej tętnicy zstępującej (LAD) lub lewej obwodowej tętnicy wieńcowej (LCX), jeśli jest to pożądane (<silna klasa = "xfig">Ryc. 3).</li>
	<li>Pod kontrolą fluoroskopową wprowadzić wcześniej zmontowany cewnik matki i dziecka z napompowanym balonem do angioplastyki wieńcowej i implantem na drut wieńcowy i przesunąć się do żądanego miejsca wzdłuż naczynia wieńcowego. Wstrzyknij 5 ml jodowanego kontrastu, aby uwidocznić dyskretne zwężenie w pożądanym miejscu, w którym powinien zostać umieszczony implant wieńcowy (<silna klasa = "xfig">Ryc. 4).</li>
	<li>Gdy implant znajdzie się na swoim miejscu, przesuń cewnik matki i dziecka do bliższego markera napompowanego balonu.</li>
	<li>Opróżnij balon i wsuń go przez cewnik matki i dziecka. Proces ten pozwala cewnikowi matki i dziecka na odcięcie implantu od balonu podczas jego cofania i ustala położenie implantu w wyznaczonym segmencie naczynia.</li>
	<li>Usuń balon, cewnik matki i dziecka oraz drut wieńcowy.</li>
	<li>Wykonaj końcowe angiogramy, aby udokumentować lokalizację nowego sztucznego zwężenia w naczyniu. Jeśli to możliwe, angiogramy należy wykonywać w dwóch ortogonalnych widokach, aby uzyskać wizualne oszacowanie ciężkości zwężenia. Końcowa angiografia (<silna klasa = "xfig" >Ryc. 5) może być również wykonana z subselektywnym ustawieniem cewnika matki i dziecka w naczyniu proksymalnym, co zapewnia doskonałe zmętnienie przy minimalnym kontraście.</li>
	<li>Natychmiast przenieś zwierzę do pracowni rezonansu magnetycznego w celu poddania się rezonansowi magnetycznemu z perfuzją stresu serca przy użyciu gadobutrolu (0,1 mM/kg) wstrzykniętego z szybkością 2 ml/sek. 
	UWAGA: Zastosowanym czynnikiem stresowym była 4-minutowa infuzja adenozyny w dawce 300 μg/kg/min. Protokół obrazowania obejmował: 1) obrazowanie filmowe (pole widzenia [FOV] = 292 x 360 mm, rozmiar matrycy = 102 x 126, czas powtarzania [TR] = 5,22 ms, czas echa [TE] = 2,48 ms, grubość warstwy = 6 mm, szerokość pasma pikseli = 450 Hz, kąt odwrócenia = 12°); 2) perfuzja pierwszego przejścia w spoczynku i przy szczytowym obciążeniu rozszerzeniem naczyń adenozynowych przy użyciu zepsutej sekwencji echa gradientowego (FOV = 320 x 320 mm, rozmiar matrycy = 130 x 130, TR = 2,5 ms, TE = 1,1 ms, grubość warstwy = 10 mm, szerokość pasma pikseli = 650 Hz, kąt odwrócenia = 12°; oraz 3) obrazowanie późnego wzmocnienia gadolinu przy użyciu sekwencji EKG-gatekowanej, segmentowanej, zepsutej sekwencji odwrócenia fazy-dywersji gradientu (FOV = 225 x 340 mm, rozmiar matrycy = 131 x 175 mm, TR = 5,2 ms, TE = 1,96 ms, grubość warstwy = 8 mm, czas odwrócenia (TI) = zoptymalizowany do zerowania mięśnia sercowego, szerokość pasma pikseli = 465 Hz, kąt odwrócenia = 20°). Poglądowy obraz perfuzji pierwszego przejścia jest pokazany w Rysunek 6.</li>
	<li>Po zakończeniu protokołu MRI należy poddać świnię eutanazji za pomocą wlewu pentobarbitalu sodu (100 mg/kg).</li>
	<li>Wykonaj torakotomię boczną, wytnij serce i wypreparuj serce ex vivo, aby odsłonić naczynia wieńcowe. Zwróć uwagę na położenie implantu w stosunku do gałęzi ukośnych (terytorium LAD) lub rozwartych gałęzi brzeżnych (terytorium LCX) i odzyskaj implanty.</li>
	<li>Używając i zakrzywionych nożyczek Metzenbauma, otwórz naczynie wieńcowe i sprawdź naczynie pod kątem poważnych uszkodzeń (patrz <silna klasa="xfig">Rysunek 7). Sfotografuj tkankę serca pod kątem rażącej patologii i zabarwić chlorkiem trifenylotetrazolu, aby wykluczyć zawał mięśnia sercowego (patrz <silna klasa = "xfig">Ryc. 8).</li>
</ol>

<ol><li>The US Burden of Disease Collaborators. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+State+of+US+Health%2C+1990-2016%3A+Burden+of+Diseases%2C+Injuries%2C+and+Risk+Factors+Among+US+States%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+the+American+Medical+Association%22%5BJournal%5D)">The State of US Health, 1990-2016: Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Among US States.</a> The Journal of the American Medical Association. 319 (14), 1444-1472 (2018).</li>
<li>Liao, J., Huang, W., Lium, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+coronary+heart+disease%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Biomedical+Research%22%5BJournal%5D)">Animal models of coronary heart disease.</a> The Journal of Biomedical Research. 31 (1), 3-10 (2017).</li>
<li>Lee, K. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+advanced+coronary+atherosclerosis%2C+myocardial+infarction+and+%22sudden+death%22+in+swine%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+and+Molecular+Pathology%22%5BJournal%5D)">Production of advanced coronary atherosclerosis, myocardial infarction and "sudden death" in swine.</a> Experimental and Molecular Pathology. 15 (2), 170-190 (1971).</li>
<li>Colbert, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Swine+Model+of+Selective+Coronary+Stenosis+using+Transcatheter+Delivery+of+a+3D+Printed+Implant%3A+A+Feasibility+MR+Imaging+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+International+Society+for+Magnetic+Resonance+in+Medicine+27th+Scientific+Sessions%22%5BJournal%5D)">A Swine Model of Selective Coronary Stenosis using Transcatheter Delivery of a 3D Printed Implant: A Feasibility MR Imaging Study.</a> Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine 27th Scientific Sessions. , Montreal, Canada. (2019).</li>
<li>Kovacic, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GuideLiner+Mother-and-Child+Guide+Catheter+Extension%3A+A+Simple+Adjunctive+Tool+in+PCI+for+Balloon+Uncrossable+Chronic+Total+Occlusions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Interventional+Cardiology%22%5BJournal%5D)">GuideLiner Mother-and-Child Guide Catheter Extension: A Simple Adjunctive Tool in PCI for Balloon Uncrossable Chronic Total Occlusions.</a> Journal of Interventional Cardiology. 26 (4), 343-350 (2013).</li>
<li>Fabris, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guide+Extension%2C+Unmissable+Tool+in+the+Armamentarium+of+Modern+Interventional+Cardiology.+A+Comprehensive+Review%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Guide Extension, Unmissable Tool in the Armamentarium of Modern Interventional Cardiology. A Comprehensive Review.</a> International Journal of Cardiology. 222, 141-147 (2016).</li>
<li>Gálvez-Montón, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+two+preclinical+myocardial+infarct+models%3A+coronary+coil+deployment+versus+surgical+ligation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Comparison of two preclinical myocardial infarct models: coronary coil deployment versus surgical ligation.</a> Journal of Translational Medicine. 12 (1), 137(2014).</li>
<li>Koudstaal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+Infarction+and+Functional+Outcome+Assessment+in+Pigs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs.</a> Journal of Visualized Experiments. (86), 51269(2014).</li>
<li>Rissanen, T. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+bottleneck+stent+model+for+chronic+myocardial+ischemia+and+heart+failure+in+pigs%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">The bottleneck stent model for chronic myocardial ischemia and heart failure in pigs.</a> American Journal of Physiology. 305 (9), 1297-1308 (2013).</li>
<li>Bamberg, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+dynamic+computed+tomography+adenosine+stress+myocardial+perfusion+imaging+in+estimating+myocardial+blood+flow+at+various+degrees+of+coronary+artery+stenosis+using+a+porcine+animal+model%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Radiology%22%5BJournal%5D)">Accuracy of dynamic computed tomography adenosine stress myocardial perfusion imaging in estimating myocardial blood flow at various degrees of coronary artery stenosis using a porcine animal model.</a> Investigative Radiology. 47 (1), 71-77 (2012).</li>
<li>Schwitter, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR-IMPACT%3A+comparison+of+perfusion-cardiac+magnetic+resonance+with+single-photon+emission+computed+tomography+for+the+detection+of+coronary+artery+disease+in+a+multicentre%2C+multivendor%2C+randomized+trial%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">MR-IMPACT: comparison of perfusion-cardiac magnetic resonance with single-photon emission computed tomography for the detection of coronary artery disease in a multicentre, multivendor, randomized trial.</a> European Heart Journal. 29, 480-489 (2008).</li>
<li>Mahrholdt, H., Klem, I., Sechtem, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+MRI+for+detection+of+myocardial+viability+and+ischaemia%5BTitle%5D)+AND+%22Heart%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular MRI for detection of myocardial viability and ischaemia.</a> Heart. 93 (1), 122-129 (2007).</li>
<li>Herr, M. D., McInerney, J. J., Copenhaver, G. L., Morris, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+artery+embolization+in+closed-chest+canines+using+flexible+radiopaque+plugs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Coronary artery embolization in closed-chest canines using flexible radiopaque plugs.</a> Journal of Applied Physiology. 64, 2236-2239 (1988).</li>
<li>Rochitte, C. E., Kim, R. J., Hillenbrand, H. B., Chen, E. L., Lima, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microvascular+integrity+and+the+time+course+of+myocardial+sodium+accumulation+after+acute+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Microvascular integrity and the time course of myocardial sodium accumulation after acute infarction.</a> Circulation Research. 87, 648-655 (2000).</li>
<li>Krombach, G. A., Kinzel, S., Mahnken, A. H., Günther, R. W., Buecker, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Minimally+invasive+close-chest+method+for+creating+reperfused+or+occlusive+myocardial+infarction+in+swine%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Radiology%22%5BJournal%5D)">Minimally invasive close-chest method for creating reperfused or occlusive myocardial infarction in swine.</a> Investigative Radiology. 40 (1), 14-18 (2005).</li>
<li>Suzuki, Y., Yeung, A. C., Ikeno, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+representative+porcine+model+for+human+cardiovascular+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">The representative porcine model for human cardiovascular disease.</a> Journal of Biomedical Biotechnology. 2011, 195483(2010).</li>
<li>Eldar, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+closed+chest+pig+model+of+sustained+ventricular+tachycardia%5BTitle%5D)+AND+%22Pacing+Clinical+Electrophysiology%22%5BJournal%5D)">A closed chest pig model of sustained ventricular tachycardia.</a> Pacing Clinical Electrophysiology. 17, 1603-1609 (1994).</li>
<li>Reffelmann, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+minimal-invasive+model+of+chronic+myocardial+infarction+in+swine%5BTitle%5D)+AND+%22Coronary+Artery+Disease%22%5BJournal%5D)">A novel minimal-invasive model of chronic myocardial infarction in swine.</a> Coronary Artery Disease. 15 (1), 7-12 (2004).</li>
<li>Haines, D. E., Verow, A. F., Sinusas, A. J., Whayne, J. G., DiMarco, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+ethanol+ablation+in+swine%3A+characterization+of+myocardial+injury+in+target+and+remote+vascular+beds%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiovascular+Electrophysiology%22%5BJournal%5D)">Intracoronary ethanol ablation in swine: characterization of myocardial injury in target and remote vascular beds.</a> Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 5, 422-431 (1994).</li>
<li>Kraitchman, D., Bluemke, D., Chin, B., Heldman, A. W., Heldman, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+minimally+invasive+method+for+creating+coronary+stenosis+in+a+swine+model+for+MRI+and+SPECT+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Radiology%22%5BJournal%5D)">A minimally invasive method for creating coronary stenosis in a swine model for MRI and SPECT imaging.</a> Investigative Radiology. 35 (7), 445-451 (2000).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W tej pracy skupiliśmy się na nowatorskiej strategii przezskórnego wdrażania implantów wywołujących zwężenie naczyń wieńcowych i wykazaliśmy, że cewnik matki i dziecka można ponownie wykorzystać do skutecznego przezskórnego dostarczania implantów wieńcowych drukowanych w 3D. Dyskretne sztuczne zwężenia naczyń wieńcowych o różnym nasileniu mogą być szybko tworzone w modelach świń z wysokim wskaźnikiem powodzenia i w sposób minimalnie inwazyjny przy użyciu standardowych technik i sprzętu do przezskórnej interwencji wieńcow...

Choroba niedokrwienna serca nadal jest główną przyczyną zgonów w Stanach Zjednoczonych1. Duże modele zwierzęce zostały wykorzystane eksperymentalnie do zrozumienia i scharakteryzowania mechanizmów napędzających chorobę wieńcową (CAD) i związane z nią powikłania (w tym zawał mięśnia sercowego, zdarzenia arytmiczne i niewydolność serca), a także do testowania nowych terapii lub metod diagnostycznych. Wyniki tych badań pomogły poszerzyć wiedzę, diagnostykę i monitorowanie choroby niedokrwiennej serca oraz rozwinąć praktykę kliniczną2. Użyto kilku modeli zwierzęcych, w tym królików, psów i świń. Jednak zwężenia tętnic wieńcowych, szczególnie zmiany dyskretne, występują u tych zwierząt bardzo rzadko i są trudne do wywołania w sposób powtarzalny3. Wcześniejsze prace opisywały tworzenie sztucznych zwężeń wieńcowych za pomocą podwiązania, okluderów lub zacisków zewnętrznych. Niedawno opisaliśmy, jak wykorzystać technologię druku 3D do produkcji implantów wieńcowych, które można wykorzystać do przezskórnego tworzenia dyskretnego sztucznego zwężenia naczyń wieńcowych4. Korzystając z oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo, zaprojektowaliśmy implanty tętnic wieńcowych jako puste rurki o różnych średnicach wewnętrznych i zewnętrznych, a także długości implantów, a następnie wyprodukowaliśmy je przy użyciu dostępnych na rynku materiałów dodatkowych. Implanty to gładkie, puste, wydrukowane w 3D rurki o zaokrąglonych krawędziach. Zaprojektowaliśmy bibliotekę rozmiarów implantów z zakresem średnicy wewnętrznej, średnicy zewnętrznej i długości. Średnica zewnętrzna implantu zależy od rozmiaru cewnika prowadzącego naczynia wieńcowego. Średnica wewnętrzna zależy od wielkości opróżnionego balonu do angioplastyki wieńcowej. Zmienialiśmy długość implantu, aby dostosować pożądaną intensywność perfuzji. Jednak bezpieczne przezskórne dostarczanie takich urządzeń może być trudne ze względu na brak drutów i cewników wyprodukowanych specjalnie do użytku u dużych zwierząt. W przeciwieństwie do tego, dostępna jest obszerna kolekcja cewników, drutów i sprzętu wspomagającego do użytku klinicznego w ludzkich tętnicach wieńcowych. W tej pracy pokazujemy, jak zmienić przeznaczenie klinicznego cewnika prowadzącego naczynia wieńcowe matki i dziecka do dostarczania drukowanych w 3D implantów wieńcowych.
Cewnik GuideLiner (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A) został opracowany do przezskórnej interwencji wieńcowej (PCI), aby umożliwić głębokie osadzenie cewnika i zwiększone wsparcie dla skomplikowanych przypadków5. W naszym badaniu cewnik GuideLiner został wybrany ze względu na znajomość stosowania i dostępność, ale podobne cewniki, jeśli są dostępne, mogą być również brane pod uwagę. Uważane za cewnik prowadzący "matki i dziecka" (<klasa silna = "xfig" >Rysunek 1B), urządzenie mieści się w typowym cewniku prowadzącym naczynie wieńcowe ("matka") i jest współosiową elastyczną rurką ("dziecko"). Cewnik ten może być wprowadzany przez prowadnik i skutecznie wydłuża zasięg typowego cewnika prowadzącego naczynia wieńcowe, wysuwając się poza koniec prowadnicy wieńcowej. GuideLiner lub podobny cewnik dla matki i dziecka może być używany jako dodatkowe wsparcie przy wdrażaniu drukowanych w 3D implantów wieńcowych. Ponieważ implanty są montowane na balonach do angioplastyki, które mają być wprowadzane jako jednostka przez drut wieńcowy do naczynia (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 1B, 1C), cewnik zapewnia dodatkowe wsparcie, aby dostarczyć implant do pożądanego miejsca. Dzięki umieszczeniu cewnika matki i dziecka tuż proksymalnie do balonu, implant pozostaje w pożądanym miejscu podczas opróżniania i wycofywania balonu. Pomimo pewnej sztywności struktury, wyjątkowa zdolność cewnika matki i dziecka do wprowadzania się głęboko do tętnic wieńcowych za pomocą prowadnika oraz marker nieprzepuszczający promieni rentgenowskich na końcówce cewnika były podstawowymi cechami implantacji.
Nasz zmontowany aparat do dostarczania składał się z typowego cewnika prowadzącego naczynia wieńcowego, cewnika matki i dziecka oraz wydrukowanego w 3D implantu przymocowanego do opróżnionego balonu do angioplastyki wieńcowej (<silna klasa="xfig">Rysunek 1B). Jako funkcjonalny oddział porodowy, cewnik matki i dziecka nie tylko zapewniał stabilne dodatkowe wsparcie podczas dostarczania sprzętu, ale był również wyjątkowo stosowany jako urządzenie ścinające, aby utrzymać implanty na miejscu podczas opróżniania i usuwania balonu. Marker nieprzepuszczający promieni rentgenowskich na końcówce cewnika służył jako przewodnik pozycjonujący dla zmontowanego aparatu i znajduje się proksymalnie do balonu do angioplastyki. Cechy te pozwoliły na precyzyjne rozmieszczenie implantów ograniczających przepływ. Proces został zaprojektowany tak, aby był powtarzalny, wydajny i humanitarny dla zwierząt.
W naszej aplikacji, technika przezskórnego dostarczania matki i dziecka została wykorzystana do stworzenia modeli świń z ogniskowym zwężeniem tętnicy wieńcowej do oceny rezonansu magnetycznego (MRI) perfuzji serca wzmocnionego kontrastem. Jednak technika ta może być stosowana w innych badaniach, w tym w układach naczyniowych poza naczyniami wieńcowymi.

<table><tbody><tr><td>Implanty wieńcowe drukowane w 3D</td><td>Ośrodek badawczy Wyprodukowano</td><td></td><td></td></tr><tr><td>roztwór amiodaronu IV</td><td>Ośrodek badawczy Apteka</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cewnik prowadzący Amplatz Left-2 (AL-2) (8F)</td><td>Boston Scientific, Marlborough, Massachusetts, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Drut wieńcowy wagi średniej wagi (0,014" 300 cm)</td><td>Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zawór sterujący odpływem zwrotnym COPILOT</td><td>Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Roztwór Esmolol IV (1 mg/kg)</td><td>Study Site Pharmacy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Drukarka 3D Formlabs Form 2 o minimalnym rozmiarze XY 150 &mikro; m</td><td>Formlabs Inc., Somerville, Massachusetts, Stany Zjednoczone</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Formlabs Grey Resin (materiał implantu)</td><td>Formlabs Inc., Somerville, Massachusetts, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gadobutrol 0,1 mmol/kg</td><td>Gadvist, Bayer Pharmaceuticals, Wayne, NJ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cewnik GuideLiner (6F)</td><td>Vascular Solutions Inc., Minneapolis, Minnesota, Stany Zjednoczone</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Roztwór</td> <td>heparyny dożylnejSurface Solutions Laboratories Inc., Carlisle, Massachusetts, Stany Zjednoczone</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ketamina roztwór domięśniowy (10 mg/kg)</td><td>Apteka</td><td></td><td></td>w ośrodku badawczym</tr> Roztwór <tr><td>lidokainy IV</td><td>Apteka</td><td></td><td></td>w ośrodku badawczym</tr><tr><td>Samce świń rasy Yorkshire (30-45 kg)</td><td>SNS Farms</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Midazolam IV roztwór</td><td>Apteka w ośrodku</td><td></td><td></td>badawczym</tr><tr><td>NC Trek over-the-wire balon wieńcowy</td><td>Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>1-2% mieszanina wziewna tlen-izofluran</td><td>Ośrodek badawczy Apteka</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rocuronium IV roztwór</td><td>Apteka Ośrodek badawczy Roztwór</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pentobarbitalu sodu dożylnego (100 mg/kg)</td><td>Ośrodek badawczy Apteka</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Barwienie chlorkiem trifenylotetrazolu</td><td>Instytucja Laboratorium Patologii</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

nowatorskie przezskórne podejście do wdrażania drukowanych w 3d implantów zwężenia choroby wieńcowej w modelach choroby niedokrwiennej serca u świń

Novel Percutaneous Approach for Deployment of 3D Printed Coronary Stenosis Implants in Swine Models of Ischemic Heart Disease

Minimalnie inwazyjne metody tworzenia modeli ogniskowego zwężenia naczyń wieńcowych u dużych zwierząt są wyzwaniem. Szybkie prototypowanie przy użyciu trójwymiarowych (3D) drukowanych implantów wieńcowych może być wykorzystane do przezskórnego stworzenia ogniskowego zwężenia tętnicy wieńcowej. Jednak niezawodne dostarczenie implantów może być trudne bez użycia sprzętu pomocniczego. Opisujemy zastosowanie cewnika prowadzącego naczynia wieńcowego matki i dziecka do stabilizacji implantu i skutecznego dostarczenia wydrukowanego w 3D implantu do dowolnego pożądanego miejsca na całej długości naczynia wieńcowego. Ogniskowe zwężenie tętnicy wieńcowej potwierdzono w kineangiografii wieńcowej, a funkcjonalne znaczenie zwężenia tętnicy wieńcowej oceniono za pomocą rezonansu magnetycznego z pierwszego przejścia perfuzji serca wzmocnionej gadolinem. Wykazaliśmy, że niezawodne dostarczanie drukowanych w 3D implantów wieńcowych w modelach świń (n = 11) choroby niedokrwiennej serca można osiągnąć poprzez zmianę przeznaczenia cewników wieńcowych matki i dziecka. Nasza technika upraszcza przezskórne dostarczanie implantów wieńcowych w celu stworzenia modeli świń z zamkniętą klatką piersiową ogniskowego zwężenia tętnicy wieńcowej i może być wykonywana szybko, przy niskim wskaźniku niepowodzeń proceduralnych.

Po wstępnej optymalizacji procedury, komponent interwencyjny został ukończony w ciągu 30 min. Implanty zostały pomyślnie dostarczone u wszystkich 11 obiektów (100%). Implanty odzyskano podczas autopsji u wszystkich 11 obiektów (100%). Wykorzystując gałęzie przekątne (wzdłuż LAD) lub gałęzie marginesowe tępe (wzdłuż LCX) jako markery pozycji, stwierdzono, że położenie implantu podczas wdrażania pod kontrolą fluoroskopii oraz podczas autopsji było spójne u 10 z 11 (91%) obiektów, u których implant był możliwy do odzyskania...

Opisujemy nowatorską, opłacalną i efektywną technikę przezskórnego dostarczania trójwymiarowo drukowanych implantów wieńcowych do tworzenia modeli choroby niedokrwiennej serca u świń z zamkniętą klatką piersiową. Implanty zostały zamocowane za pomocą cewnika przedłużającego matkę i dziecko z wysokim wskaźnikiem skuteczności.

Nowatorskie przezskórne podejście do wdrażania drukowanych w 3D implantów zwężenia choroby wieńcowej w modelach choroby niedokrwiennej serca u świń

Minimally invasive methods for creating models of focal coronary narrowing in large animals are challenging. Rapid prototyping using three-dimensionally ...

Nasz kompatybilny z rezonansem magnetycznym minimalnie inwazyjny model trzody chlewnej z zamkniętą klatką piersiową. Ułatwia to szybsze badanie translacyjne choroby niedokrwiennej serca. Wykazaliśmy, że cewnik matki i dziecka może być używany do precyzyjnego wszczepiania implantów wieńcowych w bezpieczny i szybki sposób, ograniczając niekorzystne skutki dla zwierząt.Nasza metoda może być wykorzystana do opracowania nowych technik diagnostyki obrazowej w chorobie niedokrwiennej serca. Z niewielkimi modyfikacjami może być również stosowany w innych stanach chorobowych naczyń krwionośnych. Chociaż selektywna kanniulacja lewej głównej tętnicy wieńcowej u mniejszych świń może być trudna, użycie cewnika matki i dziecka pozwala na uzyskanie doskonałej jakości angiogramów.Nasza metoda pozwala na wywołanie ogniskowej zmiany wieńcowej w wybranym przez nas naczyniu i przeprowadzenie badania MRI jeszcze tego samego dnia. Wizualna demonstracja tej techniki pomoże ograniczyć liczbę prób i błędów w przyszłych badaniach, co zaowocuje bardziej powtarzalnymi wynikami. Dzień przed zabiegiem za pomocą pęsety zanurz wydrukowane implanty w 25% roztworze heparyny.I pozostaw implanty do wyschnięcia na 24 godziny. W dniu zabiegu należy potwierdzić odpowiedni poziom sedacji u ważącej od 30 do 45 kg świni rasy Yorkshire i zastosować technikę Seldingera w celu wprowadzenia osłonek tętniczych i żylnych do obustronnych tętnic i żył udowych zwierzęcia. Następnie przepłukiwać wszystkie porty cewnika w sposób ciągły heparynizowaną solą fizjologiczną.Po uzyskaniu dostępu naczyniowego należy podać od 5 000 do 10 000 jednostek heparyny, aby utrzymać czas krzepnięcia po aktywacji dłuższy niż 300 sekund. Do monitorowania hemodynamicznego należy używać elektrokardiograficznych kanałów klatki piersiowej do rejestrowania zmian w segmencie ST, załamkach T i tętnie podczas całego okresu eksperymentalnego. Użyj przetwornika ciśnienia, aby zarejestrować ciągłe ciśnienie w tętnicy udowej przez cały czas trwania zabiegu.Przymocuj pulsoksymetr do ucha zwierzęcia, aby uzyskać ciągłe zapisy pulsoksymetrii. Wprowadzić opróżniony NC TREK na drucianym balonie wieńcowym przez cewnik matki i dziecka o pożądanym rozmiarze, tak aby końcówka balonu wystawała poza końcówkę cewnika. Zamontuj wydrukowany w 3D implant na opróżnionym balonie angioplastyki tak, aby implant był umieszczony między markerami balonu i blisko bliższego markera.Następnie użyj Instaflatora, aby napompować balon do dwóch do trzech atmosfer, aby przymocować implant do balonu i sprawdź, czy implant jest umieszczony bliżej bliższej połowy balonu, tak aby był najbliżej cewnika matki i dziecka, gdy będzie gotowy do usunięcia. Aby wywołać koronarografię za pomocą fluoroskopowego ramienia C w projekcji przednio-tylnej, podłącz zastawkę kontrolną do lewego lub prawego cewnika prowadzącego naczynia wieńcowego. Wprowadzić cewnik prowadzący przez drut zakończony literą J przez prawą osłonkę tętnicy udowej.I pod kontrolą fluoroskopową przesuń cewnik do korzenia aorty. Selektywnie wsuń cewnik do lewej głównej tętnicy wieńcowej i wstrzyknij pięć mililitrów jodowanego kontrastu pod fluoroskopią, aby uwidocznić lewy układ wieńcowy. Ustawić cewnik prowadzący w kierunku lewej głównej tętnicy wieńcowej dla drugiego angiogramu.Po zatrzaśnięciu w lewej głównej tętnicy wieńcowej lub umieszczeniu w jej pobliżu, wsuń drut wieńcowy o średnicy 0,014 cala i 300 centymetrów do lewej głównej tętnicy wieńcowej i dalej przesuwaj drut do dystalnej lewej przedniej tętnicy zstępującej. Wprowadzić wcześniej zmontowany cewnik matki i dziecka z napompowanym balonem do angioplastyki wieńcowej i wszczepić go na drut wieńcowy i przesunąć zespół do żądanego miejsca wzdłuż naczynia wieńcowego. Wstrzyknij pięć mililitrów jodowego kontrastu, aby uwidocznić dyskretne zwężenie w pożądanym miejscu, w którym powinien zostać wszczepiony implant wieńcowy.Gdy implant znajdzie się na swoim miejscu, przesuń cewnik matki i dziecka do bliższego markera napompowanego balonu. Ograniczenia geometryczne systemu dostarczania pozwalają na umieszczenie zwężenia w proksymalnej i środkowej części tętnicy wieńcowej świni. Opróżnij balon i wsuń go przez cewnik matki i dziecka, aby odciąć implant od balonu podczas jego cofania, ustalając położenie implantu w wyznaczonym segmencie naczynia.Następnie wykonaj końcowe angiogramy, aby udokumentować lokalizację nowego sztucznego zwężenia w naczyniu i dwa widoki ortogonalne, jeśli to możliwe, aby uzyskać wizualne oszacowanie ciężkości zwężenia. Po zbiorach należy wyciąć serce ex-vivo, aby odsłonić naczynia wieńcowe. Zwróć uwagę na położenie implantu w stosunku do gałęzi, obok których został umieszczony, aby pobrać implanty i sprawdzić naczynie pod kątem poważnych obrażeń.Następnie sfotografuj tkankę serca pod kątem rażącej patologii i zabarwić TTC, aby wykluczyć zawał mięśnia sercowego. W tych obrazach rezonansu magnetycznego nagłego serca z profuzją serca implantu wieńcowego umieszczonego w bliższej do środkowej lewej przedniej tętnicy zstępującej, wszczepione naczynie można zaobserwować w spoczynku i przy szczytowym obciążeniu adenozyny rozszerzającej naczynia. Zwróć uwagę na indukowane defekty perfuzji w segmentach obsługiwanych przez lewą przednią tętnicę zstępującą.Należy pamiętać, aby upewnić się, że cewnik matki i dziecka przylega do implantu w stabilnej pozycji przed opróżnieniem balonu wieńcowego, aby umożliwić ścinanie balonu po wyjęciu. Możemy teraz wdrożyć implant i przeprowadzić całe badanie obrazowania MR od początku do końca w ciągu jednego dnia, drastycznie skracając czas i wyzwania logistyczne związane z tymi eksperymentami.

novel-percutaneous-approach-for-deployment-3d-printed-coronary

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Opisano model implantacji stentu w tętnicy szyjnej myszy. W porównaniu z innymi podobnymi metodami, procedura ta jest bardzo szybka, prosta i dostępna, oferując możliwość zbadania w wygodny sposób reakcji ściany naczyniowej na różne stenty uwalniające leki oraz molekularnych mechanizmów restenozy.

Mysi model implantacji stentu w tętnicy szyjnej do badania restenozy

Celem tego protokołu jest zademonstrowanie umieszczenia urządzenia do opóźnionego zwężania (ameroid zwężającego) wokół tętnicy wieńcowej w modelu świni. To urządzenie tworzy niedokrwiony obszar serca, który jest przydatny do badania nowych technik obrazowania diagnostycznego i nowych metod leczenia.

Model przewlekłego niedokrwienia serca u świń przy użyciu zwężacza ameroidowego

Ten protokół opisuje wszczepianie ludzkich stentów wieńcowych do aorty brzusznej szczurów z tłem apoE-/- przy użyciu dostępu przezudowego. W porównaniu z innymi modelami zwierzęcymi, modele mysie mają zalety wysokiej przepustowości, odtwarzalności, łatwości obsługi i utrzymania oraz szerokiej dostępności markerów molekularnych.

Implantacja stentów wieńcowych wielkości człowieka do aorty brzusznej szczura przy użyciu dostępu przezudowego

Tutaj prezentujemy rozwój symulowanej konfiguracji krążenia do oceny terapii multimodalnej, planowania przedinterwencyjnego i szkolenia lekarzy w zakresie anatomii układu sercowo-naczyniowego. Dzięki zastosowaniu skanów tomograficznych specyficznych dla pacjenta, ta konfiguracja jest idealna do podejść terapeutycznych, szkoleń i edukacji w zakresie medycyny zindywidualizowanej.

Opracowanie i ocena drukowanych w 3D fantomów sercowo-naczyniowych do planowania interwencyjnego i treningu

Modele zwierzęce zawału mięśnia sercowego (MI), które naśladują naturalny proces choroby u ludzi, są kluczowe dla zrozumienia mechanizmów patofizjologicznych i testowania bezpieczeństwa i skuteczności nowych terapii. W tym miejscu opisujemy model trzody chlewnej MI utworzony przez zastosowanie przezskórnej cewki embolizującej.

Zawał mięśnia sercowego przez przezskórne wprowadzenie cewki embolizacyjnej w modelu trzody chlewnej

To badanie pokazuje wykonalność i bezpieczeństwo opracowania autologicznej zastawki płucnej do implantacji w natywnym położeniu zastawki płucnej przy użyciu samorozprężalnego stentu nitinolowego w modelu dorosłej owcy. Jest to krok w kierunku opracowania przezcewnikowej wymiany zastawki płucnej u pacjentów z dysfunkcją drogi odpływu prawej komory.

Przezcewnikowa wymiana zastawki płucnej z autologicznego osierdzia za pomocą samorozprężalnego stentu nitinolowego w modelu dorosłej owcy

Obecny protokół opisuje trzy metody podawania kardioaktywnych środków terapeutycznych w modelu świniowym. Samice świń rasy lądowej otrzymywały leczenie poprzez: (1) torakotomię i wstrzyknięcie przeznasierdziowe, (2) wstrzyknięcie przezwsierdziowe za pomocą cewnika lub (3) wlew dożylny za pomocą minipompy osmotycznej żyły szyjnej.

Dostarczanie terapii kardioaktywnej w modelu zawału mięśnia sercowego u świń

To badanie przedstawia chirurgiczny model przewlekłego niedokrwienia mięśnia sercowego spowodowanego postępującym zwężeniem tętnicy wieńcowej, skutkującym upośledzeniem funkcji serca bez zawału. Po niedokrwieniu zwierzęta przechodzą pomostowanie tętnic wieńcowych poza pompą z nasierdziowym umieszczeniem plastra kolagenowego obciążonego egzosomami pochodzącymi z komórek macierzystych. Ta terapia wspomagająca poprawia funkcję mięśnia sercowego i powrót do zdrowia.

Chirurgiczny model przewlekłego niedokrwienia mięśnia sercowego u świń leczony egzosomem z plastrem kolagenowym i pomostowaniem aortalno-wieńcowym poza pompą

Ten protokół opisuje minimalnie inwazyjną procedurę chirurgiczną dla wstępującego pasma aorty u świń.

Małoinwazyjny model zwężenia zastawki aortalnej u świń

Opisano metodę transferu genów w leczeniu niedokrwiennej niewydolności serca z wykorzystaniem modelu zawału mięśnia sercowego u świń. Nasza prosta i powtarzalna metoda pozwala na łatwą ocenę skuteczności różnych transferów genów w sposób bardzo prosty i odtwarzalny.

Transfer genów w przedklinicznym modelu niedokrwiennej niewydolności serca

Poznaj przezskórną metodę wdrażania drukowanych w 3D implantów wieńcowych u świń z wykorzystaniem katetera mother-and-child. Technika ta umożliwia bezpieczne i szybkie wprowadzenie implantów, minimalizując działania niepożądane u zwierząt.

Nowatorskie przezskórne podejście do wdrażania drukowanych w 3D implantów zwężenia choroby wieńcowej w modelach choroby niedokrwiennej serca u świń (Wideo) | JoVE Journal

Nowatorskie przezskórne podejście do wdrażania drukowanych w 3D implantów zwężenia choroby wieńcowej w modelach choroby niedokrwiennej serca u świń

Przeglądaj więcej filmów