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 określenie podatności i rozciągliwości żył in vivo z wykorzystaniem cewnikowania oraz angiografii 3D. Ta procedura przeżywalności znajduje szereg potencjalnych zastosowań w poprawie wyników leczenia pacjentów z wrodzonymi wadami serca.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Medycyna regeneracyjna
- Badania nad układem sercowo-naczyniowym
- Techniki obrazowania 3D
Wprowadzenie
- Wrodzone wady serca stanowią istotne wyzwanie w opiece nad pacjentem.
- Inżynierowane tkankowo grafty naczyniowe mogą potencjalnie poprawić wyniki leczenia pacjentów.
- Zrozumienie podatności i rozciągliwości żył jest kluczowe dla funkcjonalności graftu.
- Angiografia 3D zapewnia szczegółowe obrazowanie struktur naczyniowych.
Cel badania
- Opracowanie inżynierowanego tkankowo graftu naczyniowego, który naśladuje funkcjonalność natywnych naczyń.
- Porównanie wydajności graftu z żyłami natywnymi oraz standardowymi materiałami.
- Ocena długoterminowej podatności i rozciągliwości nowo powstałego naczynia.
Zastosowane metody
- Kaniulacja do pomiarów in vivo.
- Angiografia 3D do obrazowania dolnej żyły głównej w klatce piersiowej.
- Analiza porównawcza właściwości przeszczepu i naczynia rodzimego.
- Długoterminowa obserwacja w celu oceny wydajności przeszczepu.
Główne wyniki
- Neo-naczynie wykazuje zdolność do wzrostu podobną do naczyń natywnych.
- Podatność i rozciągliwość są zachowane w czasie.
- Przeszczep jest odporny na zwapnienia dystroficzne.
- Obrazowanie 3D skutecznie oddaje anatomię naczyniową.
Wnioski
- Przeszczepy inżynierii tkankowej mogą zbliżać się funkcjonalnością do naczyń natywnych.
- Długoterminowa podatność i rozciągliwość są kluczowe dla sukcesu przeszczepu.
- Angiografia 3D jest cennym narzędziem w badaniach naczyniowych.
Często zadawane pytania
Znaczenie przemysłowe
Ilościowa ocena in vivo podatności (compliance) i rozciągliwości żył pozwala na wypełnienie krytycznej luki w rozwoju protez naczyniowych, umożliwiając bezpośrednie porównanie konstruktów inżynieryjnych z naczyniami natywnymi w warunkach fizjologicznych. Możliwość ta zwiększa pewność prognostyczną dotyczącą wydajności protez, wspierając decyzje uwzględniające ryzyko na styku medycyny regeneracyjnej i procesów rozwoju urządzeń sercowo-naczyniowych. Pomiary podłużne w modelach dużych zwierząt czynią tę metodę strategicznym narzędziem zapewniającym ciągłość translacyjną i selekcję projektów w portfolio.
Zastosowania strategiczne w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia bezpośrednią analizę właściwości biomechanicznych przeszczepu w systemie istotnym dla przebiegu choroby.
- Wspiera redukcję ryzyka mechanistycznego poprzez ilościowe określenie podatności i rozciągliwości in vivo.
- Ułatwia funkcjonalną walidację celów dla naczyniowych konstruktów nowej generacji.
Przesiewanie i opracowywanie 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 gotowość testową do ewaluacji porównawczej nowych biomateriałów i naczyń inżynierowanych tkankowo.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Umożliwia dopasowanie wyników modeli przedklinicznych do klinicznych punktów końcowych istotnych dla integracji i funkcji przeszczepu.
- Pozwala na monitorowanie przebudowy i wzrostu nowych naczyń w czasie w kontekście dużych zwierząt.
- Wspiera dostosowane do ryzyka wdrażanie kandydatów o lepszej wydajności fizjologicznej.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta integruje kontinuum od etapu odkrycia do badań przedklinicznych nad graftami naczyniowymi, stanowiąc pomost między wczesnymi badaniami mechanistycznymi a 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 wskaźników podatności i rozciągliwości w celu priorytetyzacji kandydatów.
- Analityka: Dostarczanie danych dotyczących pola przekroju poprzecznego i wyników pochodnych od ciśnienia, co umożliwia rzetelne porównania statystyczne między przeszczepami a naczyniami natywnymi.
- Badania translacyjne: Wsparcie dla podłużnego monitorowania przebudowy przeszczepu i integracji funkcjonalnej in vivo.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzenie platformy wielokrotnego użytku do oceny różnych konstrukcji naczyniowych i biomateriałów.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną dotyczącą wydajności przeszczepu i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje ocenę biomechaniczną i umożliwia podłużne porównania w obrębie tego samego zwierzęcia.
- Wartość strategiczna: Dostarcza informacji dla decyzji typu go/no-go i zwiększa efektywność kapitałową poprzez wczesne ograniczanie ryzyka związanego z kandydatami.
- 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 pomiarach ciśnienia.
- Wymaga dostępu do angiografii 3D oraz infrastruktury do monitorowania ciśnienia wewnątrznaczyniowego.
- Konieczna jest standaryzacja protokołów obrazowania i pomiarów pomiędzy zespołami.
- Możliżna jest konieczność adaptacji metody do różnych typów naczyń lub modeli zwierzęcych.
- Projekt badania podłużnego musi uwzględniać dobrostan zwierząt oraz powtarzalność procedur.
