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
Niniejszy protokół umożliwia ilościowe oznaczenie podatności i rozciągliwości żył in vivo z wykorzystaniem cewnikowania oraz angiografii 3D. Ta procedura przeżyciowa ma szereg potencjalnych zastosowań w poprawie wyników leczenia pacjentów z wrodzonymi wadami serca.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Medycyna regeneracyjna
- Badania sercowo-naczyniowe
- Techniki obrazowania 3D
Wprowadzenie
- Wrodzone wady serca stanowią istotne wyzwanie w opiece nad pacjentem.
- Inżynieryjnie wytworzone przeszczepy naczyniowe mogą potencjalnie poprawić rokowania pacjentów.
- Zrozumienie podatności i rozciągliwości żył ma kluczowe znaczenie dla funkcjonalności przeszczepu.
- Angiografia 3D zapewnia szczegółowe obrazowanie struktur naczyniowych.
Cel badania
- Opracowanie inżynieryjnego naczyniowego przeszczepu tkankowego, który naśladuje funkcjonalność naturalnego naczynia.
- Porównanie wydajności przeszczepu z naturalnymi żyłami oraz standardowymi materiałami.
- Ocena długoterminowej podatności i rozciągliwości nowego naczynia.
Zastosowane metody
- Cewnikowanie w celu wykonania pomiarów in vivo.
- Angiografia 3D do obrazowania klatkowej części żyły głównej dolnej.
- Analiza porównawcza właściwości graftu i naczynia rodzimego.
- Długoterminowa obserwacja w celu oceny funkcjonowania graftu.
Główne wyniki
- Nowe naczynie wykazuje zdolność do wzrostu podobną do naczyń rodzimych.
- Podatność i rozciągliwość są zachowane w czasie.
- Przeszczep jest odporny na zwapnienia dystroficzne.
- Obrazowanie 3D skutecznie odwzorowuje anatomię naczyniową.
Wnioski
- Sztucznie wyhodowane przeszczepy tkankowe mogą zbliżyć się funkcjonalnością do naczyń natywnych.
- Długoterminowa podatność i rozciągliwość są krytyczne dla sukcesu przeszczepu.
- Angiografia 3D jest cennym narzędziem w badaniach nad naczyniami krwionośnymi.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ilościowa ocena in vivo podatności i rozciągliwości żylnej wypełnia krytyczną lukę w rozwoju przeszczepów naczyniowych, umożliwiając bezpośrednie porównanie konstruktów inżynieryjnych z naczyniami natywnymi w warunkach fizjologicznych. Możliwość ta zwiększa pewność prognostyczną w zakresie wydajności przeszczepów, wspierając decyzje uwzględniające ryzyko na styku medycyny regeneracyjnej i procesów rozwoju urządzeń sercowo-naczyniowych. Pomiary podłużne w modelach na dużych zwierzętach pozycjonują tę metodę jako strategiczny zasób dla ciągłości translacyjnej i selekcji portfolio.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne Etapy Odkrywania i Walidacja Celu
- Umożliwia bezpośrednią analizę właściwości biomechanicznych przeszczepu w systemie odpowiadającym warunkom chorobowym.
- Wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez ilościowe określenie podatności i rozciągliwości in vivo.
- Ułatwia funkcjonalną walidację celów dla naczyniowych konstrukcji nowej generacji.
Przesiewy i opracowanie testów
- Zapewnia zestandaryzowane, ilościowe wyniki dotyczące podatności i rozciągliwości dla różnych typów przeszczepów.
- Umożliwia powtarzalną, podłużną ocenę w obrębie tego samego zwierzęcia, co redukuje zmienność biologiczną.
- Wspiera przygotowanie testów do ewaluacji porównawczej nowych biomateriałów i naczyń inżynieryjnych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Umożliwia zestawienie wyników z modeli przedklinicznych z punktami końcowymi klinicznymi istotnymi dla integracji i funkcji przeszczepu.
- Pozwala na śledzenie przebudowy i wzrostu nowych naczyń w czasie w kontekście dużych zwierząt.
- Wspiera dostosowany do ryzyka postęp w rozwoju kandydatów o wyższej wydajności fizjologicznej.
Integracja potoków i przepływów pracy
Metoda ta integruje się z kontinuum od odkrycia do badań przedklinicznych w zakresie protez naczyniowych, łącząc wczesne badania mechanistyczne z walidacją translacyjną w modelach dużych zwierząt.
- Biologia odkrywcza: Ilościowe określanie właściwości biomechanicznych kluczowych dla weryfikacji hipotez i wyjaśniania szlaków w rozwoju przeszczepów.
- Przesiewanie: Dostarczanie powtarzalnych, ilościowych pomiarów podatności i rozciągliwości w celu priorytetyzacji kandydatów.
- Analityka: Udostępnianie danych dotyczących pola przekroju poprzecznego oraz wyników pochodnych od ciśnienia, co umożliwia rzetelne porównanie statystyczne między przeszczepami a naczyniami natywnymi.
- Badania translacyjne: Wsparcie długofalowego monitorowania przebudowy przeszczepu i integracji funkcjonalnej in vivo.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Utworzenie wielokrotnego użytku platformy do oceny różnorodnych konstruktów naczyniowych i biomateriałów.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w zakresie wydajności przeszczepu i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje ocenę biomechaniczną i umożliwia podłużne porównania w obrębie tego samego zwierzęcia.
- Wartość strategiczna: Dostarcza informacji niezbędnych do podejmowania decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) i zwiększa efektywność kapitałową poprzez wczesną redukcję ryzyka dla kandydatów.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój regeneracyjnych i syntetycznych technologii naczyniowych.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w chirurgii dużych zwierząt, obrazowaniu naczyniowym oraz pomiarze ciśnienia.
- Wymaga dostępu do angiografii 3D oraz infrastruktury do monitorowania ciśnienia wewnątrznaczyniowego.
- Konieczna jest standaryzacja protokołów obrazowania i pomiarów pomiędzy zespołami.
- Można potrzebować adaptacji metody dla różnych typów naczyń lub modeli zwierzęcych.
- Projekt badania podłużnego musi uwzględniać dobrostan zwierząt oraz powtarzalność procedur.
