Kwantyfikacja podatności i rozciągliwości żyły głównej dolnej w modelu owiec in vivo przy użyciu angiografii 3D
26 kwietnia 2024
Ten protokół pozwala na ilościowe określenie in vivo podatności i rozciągliwości żył za pomocą cewnikowania i angiografii 3D jako procedury przetrwania, co pozwala na różnorodność potencjalnych zastosowań.
Naszym celem jest poprawa długoterminowych wyników leczenia pacjentów z wrodzonymi wadami serca przy użyciu podejścia medycyny regeneracyjnej. Nasz przeszczep naczyniowy wykonany metodą inżynierii tkankowej przekształca się w naczynie neo składające się z własnych komórek pacjenta. Naszym celem jest dokonanie porównań między naszym przeszczepem, żyłą natywną, a standardem klinicznym politetrafluoroetylenu lub PTFE.
Ustaliliśmy, że nasz neo vessel wykazuje zdolność wzrostu i zbliża się do natywnej funkcjonalności statku. Korzystając z tej metody, wykazaliśmy również niedawno, że naczynie neo zachowuje podatność i rozciągliwość w długim okresie czasu oraz jest odporne na powstawanie zwapnień dystroficznych. Wykorzystanie angiografii 3D pozwala nam zobrazować całą drogę żyły głównej dolnej klatki piersiowej w naszym modelu dużych zwierząt.
Oprócz tego, że pozwala nam zobaczyć morfologię statku, pozwala również na korektę orientacji po schwytaniu, aby upewnić się, że otrzymujemy pomiary z prawdziwego przekroju poprzecznego. Nasza metoda in-vivo pozwala nam określić zdolność do spełniania wymagań i rozciągliwości zbiornika w jego rodzimym kontekście. Dodatkowo pozwala nam na wykonanie pomiarów podłużnych tego samego badanego zwierzęcia, co jest niezbędne do śledzenia zmian w rozwoju i przebudowie naczyń neo-naczyniowych.
Przegląd
Ten protokół pozwala na ilościową ocenę żylnej kompatybilności i rozciągliwości in vivo za pomocą cewnikowania i angiografii 3D. Ta procedura przeżywalności ma wiele potencjalnych zastosowań w poprawie wyników dla pacjentów z wrodzonymi wadami serca.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Medycyna regeneracyjna
- Badania nad układem krążenia
- Techniki obrazowania 3D
Tło
- Wrodzone choroby serca stanowią znaczące wyzwania w zarządzaniu pacjentami.
- Inżynieryjnie stworzone przeszczepy naczyniowe mogą potencjalnie poprawić wyniki u pacjentów.
- Zrozumienie kompatybilności i rozciągliwości żylnej jest kluczowe dla funkcjonalności przeszczepu.
- Angiografia 3D zapewnia szczegółowe obrazowanie struktur naczyniowych.
Cel badania
- Opracowanie inżynieryjnego przeszczepu naczyniowego, który naśladuje funkcjonalność natywnych naczyń.
- Porównanie wydajności przeszczepu z natywnymi żyłami i standardowymi materiałami.
- Ocena długoterminowej kompatybilności i rozciągliwości nowego naczynia.
Stosowane metody
- Cewnikowanie w celu pomiarów in vivo.
- Angiografia 3D w celu obrazowania dolnej żyły głównej klatki piersiowej.
- Analiza porównawcza właściwości przeszczepu i natywnych naczyń.
- Długoterminowa obserwacja w celu oceny wydajności przeszczepu.
Główne wyniki
- Nowe naczynie wykazuje zdolność do wzrostu podobną do natywnych naczyń.
- Kompatybilność i rozciągliwość są zachowane w czasie.
- Przeszczep jest odporny na dystroficzną kalcyfikację.
- Obrazowanie 3D skutecznie rejestruje anatomię naczyniową.
Konkluzje
- Inżynieryjnie stworzone przeszczepy mogą zbliżyć się do funkcjonalności natywnych naczyń.
- Długoterminowa kompatybilność i rozciągliwość są kluczowe dla sukcesu przeszczepu.
- Angiografia 3D jest cennym narzędziem w badaniach naczyniowych.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Quantitative in vivo assessment of venous compliance and distensibility addresses a critical gap in vascular graft development, enabling direct comparison of engineered constructs to native vessels under physiological conditions. This capability enhances predictive confidence in graft performance, supporting risk-adjusted decisions at the interface of regenerative medicine and cardiovascular device pipelines. Longitudinal measurement in large-animal models positions this method as a strategic asset for translational continuity and portfolio triage.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of graft biomechanical properties in a disease-relevant system.
- Supports mechanistic de-risking by quantifying compliance and distensibility in vivo.
- Facilitates functional target validation for next-generation vascular constructs.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, quantitative outputs for compliance and distensibility across graft types.
- Enables reproducible, longitudinal assessment within the same animal, reducing biological variability.
- Supports assay readiness for comparative evaluation of novel biomaterials and tissue-engineered vessels.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical model outputs with clinical endpoints relevant to graft integration and function.
- Enables tracking of neo-vessel remodeling and growth over time in a large-animal context.
- Supports risk-adjusted advancement of candidates with superior physiological performance.
Pipeline & Workflow Integration
This method integrates into the discovery-to-preclinical continuum for vascular grafts, bridging early mechanistic studies and translational validation in large-animal models.
- Discovery Biology: Quantifies biomechanical properties critical for hypothesis testing and pathway clarification in graft development.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative compliance and distensibility metrics for candidate prioritization.
- Analytics: Provides cross-sectional area and pressure-derived outputs to enable robust statistical comparison between grafts and native vessels.
- Translational Research: Supports longitudinal tracking of graft remodeling and functional integration in vivo.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for evaluating diverse vascular constructs and biomaterials.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in graft performance and reduces mechanistic ambiguity.
- Operational Value: Standardizes biomechanical assessment and enables longitudinal, within-animal comparisons.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency by de-risking candidates early.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of regenerative and synthetic vascular technologies.
Implementation Considerations
- Requires expertise in large-animal surgery, vascular imaging, and pressure measurement.
- Demands access to 3D angiography and intravascular pressure monitoring infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of imaging and measurement protocols.
- Adaptation may be needed for different vessel types or animal models.
- Longitudinal study design must account for animal welfare and procedural repeatability.
