Name: Protocolo Relativo Avaliação hidrodinâmica de Tri-folheto polímero Válvulas (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-17T18:50:00.000+00:00
Duration: 11 min 12 s
Description: Aprenda a avaliar hidrodinamicamente válvulas cardíacas de polímero trifolhetas usando um duplicador de pulso modificado. Este protocolo permite comparar o desempenho com válvulas nativas porcinas e mecânicas em engenharia biomédica.

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A doação de sementes da Universidade da Flórida - Faculdade de Medicina é reconhecido agradecimento. Estudos de pós-graduação (Manuel Salinas) foram apoiadas através de oportunidades de minoritários em programas de investigação biomédica - iniciativa de pesquisa para o aprimoramento científico (MBRS-RISE) comunhão: NIH / NIGMS R25 GM061347. O apoio financeiro da Fundação Wallace H. Coulter através Florida International University, Departamento de Engenharia Biomédica é também reconhecido agradecimento. Finalmente, os autores agradecem aos seguintes alunos para a sua assistência durante as várias etapas do processo experimental: Kamau cais, Malaquias Suttle, Kendall Armstrong e Alfonso Abraham.

1. Preparação <ol><li> Projetar e fabricar uma montagem para acomodar uma geometria válvula tri-folheto. Isto, pelo menos, conter um suporte de válvula de sutura-nos folhetos da válvula e de um tubo para alojar o suporte da válvula e acessórios circundantes para fixar o conjunto para o sistema de duplicação de pulso. No nosso caso, utilizamos um sistema comercialmente disponível duplicador de pulso disponíveis a partir ViVitro Labs Inc. (Victoria, BC). Válvula de suporte de cartão, bem como configurações de pré e pós-montagem estão representadas na Figura 1. </li><li> O ciclo inteiro terá de ser preparado antes do uso. Isto envolve dois passos: i) a limpeza do sistema de circuito completo utilizando uma solução de sabão e de água, incluindo a substituição de todos os tubos degradados antes de usar e ii) calibração dos instrumentos conectados ao circuito, ou seja, a bomba que está sendo utilizado, a sonda de fluxo, e os transdutores de pressão (geralmente medido em locais atrial, da aorta e do ventrículo). Calibração pode inicializaçãoei ra me ser realizada utilizando uma solução salina de 1% e deve ser repetido antes de sangue usando uma solução de glicerina-analógico. </li></ol> 2. Nativo da Válvula Aórtica Dissection <ol><li> Obter quatro corações de suínos frescas com a aorta intacta de um matadouro (Institutional Animal Care e do Comitê Use aprovação (IACUC) pode ser necessária) USDA aprovado. No nosso caso, o nosso protocolo de dissecação foi aprovado pelo IACUC na Universidade Internacional da Flórida (Protocolo Número de Aprovação: 11-020). Lavar o coração com água desionizada e colocá-las num recipiente cheio com o fosfato antimicótica / antibiótica e esterilizada de 1% e solução tamponada de transporte salino (PBS) em gelo para o laboratório de ensaio de hidrodinâmica. </li><li> Coloque os corações em uma panela dissecação e remova cuidadosamente o pericárdio. Posicione o coração de tal forma que o lado ventral é voltado para você. Inspecione visualmente e identificar as quatro câmaras do coração e localizar o arco aórtico na aorta intacta. </li><li> Separe o coração em twO metades cortando transversalmente na horizontal a cerca de 0,75 em baixo do anel, ou seja, na junção entre a aorta e o ventrículo esquerdo. Isolar cuidadosamente aorta intacta ainda ligado ao segmento de tecido ventricular esquerda. </li><li> Examinar a válvula aórtica localizado na raiz da aorta, a região entre a aorta ascendente e o anel inferior, garantindo que não há danos ou quaisquer sinais de calcificação. </li><li> Dividir a aorta a ~ 1 em cima do anel e separar o segmento de tecido ventricular esquerda inferior do anel para isolar a válvula da aorta (Figura 2a). </li></ol> 3. Polímero e processo de Sutura valva nativa <ol><li> Coloque a válvula cardíaca interior do suporte da válvula de tal modo que a base de cada válvula está alinhada com a base do suporte do poste. Fixe a válvula no lugar em cada posto temporariamente com um clipe de papel, mas tenha cuidado para não danificar as comissuras ou cúspides. </li><li> Inserir a sutura noagulha. Comece a sutura na parte inferior do suporte da válvula, passando a agulha através do primeiro furo, a partir do exterior para o interior tal que a agulha pode ser facilmente removido a partir do fundo. Em uma forma de looping, comece a sutura da válvula verticalmente até os lugares do suporte da válvula. </li><li> Progresso com a sutura (Figura 2b) ao longo da circunferência do titular e seguro com sutura adicional em torno das pontas das mensagens titular. Os grampos de papel (Figura 2c) pode ser removida quando a válvula é completamente segura por meio de sutura para os três postos de trabalho e na periferia do suporte da válvula (Figuras 2d e 2e). </li></ol> 4. Avaliação hidrodinâmica Nota: O protocolo irá variar dependendo do sistema duplicador de pulso específico que está sendo usado. Todas as informações caontained usado aqui, o ViVitro pulso duplicador Sysytem (ViVitro Labs, Inc., Vancouver, BC). <ol><li> Va Bi-folhetolve <ol><li> Ajustar a taxa de coração do sistema duplicador de pulsos para 70 batimentos / min. </li><li> Seleccionar uma forma de onda de fluxo de propulsão da bomba (no caso do sistema ViVitro o S35 onda foi escolhida para todos os testes hidrodinâmicos). A forma de onda específico utilizado nas nossas experiências é ilustrada por Lim et ai. (2001) 17. </li><li> Ligue o amplificador e bomba de pistão. Aquecer por 15 min. </li><li> Lugar válvula bi-folheto (Figura 2f) em posição aórtica. </li><li> Smear graxa de vácuo em todos os cruzamentos do dispositivo onde poderia ocorrer vazamentos. </li><li> Despeje a glicerina / líquido salino no compartimento fibrilação. Note-se que o sistema de duplicação pulsátil é executado em 2 L de líquido com: 35% / 0,7 L e 65% de glicerina / 1,3 L de solução salina. A solução salina é preparado usando o sal comum bem dissolvido em água desionizada a uma concentração de 9 mg / ml (peso / volume). </li><li> Ligue o transdutor de fluxo que tenha sido colocado na posição aórtica. </li><li> Calibrar ªe bomba. </li><li> Continuar com a calibração do transdutor de fluxo, seguido pelos transdutores de pressão. Da mesma forma que a bomba, basta seguir as instruções dadas pelo software ViVitest (ViVitro Labs Inc.) para cada fluxo e pressão sob a aba calibrar. </li><li> Uma vez que a calibração estiver concluída, inicie a bomba em baixa rpm até que o líquido preenche o compartimento da aorta. Verifique se há vazamentos. Use graxa de vácuo adicional, se necessário. </li><li> Vire as duas torneiras de corte (transdutores aórticas e ventriculares) para a posição aberta. </li><li> Aumentar a rpm da bomba até o volume sistólico chega a 80 ml / batida. </li><li> Permitir que o sistema funcione por 10 minutos até que o fluxo se estabilizou. Fluxo de estabilização pode ser verificada através da observação do fluxo e da pressão de onda exibida na tela. Baixa à variação nenhum entre os ciclos é um bom indicador de estabilização do sistema. </li><li> No software ViVitest selecionar o modo de adquirir. </li><li> Clique em coletar 10 ciclos. </li><li> De modo a analisar, clamber na mesa e salve o arquivo. Também salvar uma imagem da onda usando a opção foto-snap em ViVitest. </li></ol></li><li> Valvas nativas e Polymer <ol><li> Para válvulas de polímeros e animal, siga os mesmos passos 3.1.1 - 3.1.3 das instruções da válvula bi-folheto. </li><li> Coloque o suporte da válvula com a válvula suturado no interior do tubo de vidro da montagem feitos. Sandwich o tubo com as peças superior e inferior e seguras no local com parafusos laterais e nozes. </li><li> Montagem lugar entre a câmara de suporte da válvula aórtica e da aorta de origem. </li><li> Continue com os passos 3.1.5 - 3.1.16 de instruções da válvula de bi-folheto. </li></ol></li></ol> 5. Pós-Processamento <ol><li> Formas de onda de fluxo e pressão <ol><li> Calcule a média dos dados obtidos para cada uma das formas de onda recolhido, ou seja, a pressão da aorta (PA), a pressão do ventrículo esquerdo (VP), e taxa de fluxo (Q). </li><li> Para cada grupo de válvula (polímero, porcino nválvula aórtica ative e bi-folheto), traçar a correspondente AP, VP e Q contra as relações de tempo na mesma trama. </li><li> Para a AP, sobrepor, a válvula aórtica normal, nativo 18, e bi-protética do folheto da válvula 19 parcelas a partir da literatura para fins de validação. </li></ol></li><li> Métricas hidrodinâmicas <ol><li> Para cada válvula testada, as seguintes métricas hidrodinâmicas devem ser computadas: a) queda Encaminhar fluxo de pressão e pressão transvalvar máximo (TVP), b) raiz da aorta mean square (RMS) taxa de fluxo para a frente, c) o fluxo direto da aorta, fechamento, vazamento eo volume regurgitante total d) válvula área final do orifício (EOA), e) transaórtica frente de fluxo, fechamento, vazamentos e perdas totais de energia. <ol><li> Frente a queda de pressão do fluxo é calculado a partir das leituras TVP e podem ser classificados em três intervalos de tempo, P: intervalo que começa e termina com 0 TVP, F: intervalo com fluxo direto e H: intervalo começando com 0 TVP e terminando com 0 fluxo. Máximo TVP é a magradiente de pressão ximum registrado através da válvula a partir das leituras de pressão ventricular e aórtica. </li><li> O atacante vazão RMS (Q rms) fornece uma métrica útil para quantificar a magnitude da taxa de fluxo para a frente como se segue: <img alt="Equação 1" fo:src="/files/ftp_upload/50335/50335eq1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50335/50335eq1.jpg" /> Onde &#39;n&#39; é o número total de pontos no tempo coletado, &#39;Q i&#39; é a medição da taxa de fluxo instantânea coletados em ordem &#39;i&#39;. </li><li> Volumes da aorta para a frente, de fechamento e vazamento são calculados com base nos seguintes intervalos de tempo, Forward: início do fluxo para a frente através da válvula (t o), ao final do fluxo direto (t 1); Encerramento: a partir de t 1 até a instância de fecho de válvula (T 2); vazamento: a partir de t 2 até ao final do ciclo cardíaco (t 3). O volume total de regurgitação é simplesmente a soma de closção e os volumes de vazamento. </li><li> O EOA com base nas propriedades do sangue podem ser calculados para os intervalos de 3, P, F e H do TVP significativo durante cada um destes períodos de 20: <img alt="Equação 1" fo:src="/files/ftp_upload/50335/50335eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50335/50335eq2.jpg" /></li><li> As perdas de energia são definidos da seguinte forma 21: <img alt="Equação 1" fo:src="/files/ftp_upload/50335/50335eq3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50335/50335eq3.jpg" /></li></ol></li></ol></li></ol>

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</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

Neste estudo, foi demonstrado a utilidade da modificação de um aparelho duplicador pulsátil comercialmente disponível para acomodar geometrias de válvula tri folheto de modo que o teste hidrodinâmico de um polímero e as válvulas nativas porcino pode ser executada. Especificamente, no nosso caso, o sistema foi modificado de um coração esquerdo ViVitro e sistema de simulador sistémica (Figura 1a), controlado através do sistema de aquisição de dados ViViTest (ViVitro Systems, Inc, Victoria, BC, Canadá). No...

Doença valvular cardíaca muitas vezes resulta de calcificação valvar degenerativa 1, febre reumática 2, endocardite 3,4 ou defeitos congênitos. Quando a lesão de válvula, provocando estenose e / ou prolapso da válvula de refluxo e não pode ser reparado cirurgicamente, a válvula nativa é geralmente substituído por uma válvula protética. Atualmente opções disponíveis incluem válvulas mecânicas (válvulas gaiola de esfera, válvulas de disco basculante, etc.), Homoenxerto e válvulas bioprostéticas (suínos e bovinos válvulas). As válvulas mecânicas são frequentemente recomendadas para pacientes mais jovens com base na sua durabilidade, mas o paciente é obrigado a permanecer em terapia anticoagulante, para a prevenção de complicações trombóticas 5. Próteses valvares homoenxerto e biológicos têm sido escolhas eficazes para evitar a terapia de sangue mais fino, no entanto, estas válvulas têm risco elevado de fibrose, calcificação, degeneração e complicações imunogênicas levando à insuficiência da válvula 6. Válvulas da engenharia de tecidos estão sendo investigados como uma tecnologia emergente 7-9, mas ainda há muito a ser descoberto. Válvulas alternativos duráveis, biocompatíveis, protéticos são necessários para melhorar a qualidade de vida dos pacientes com doença da válvula cardíaca. Mais uma vez, este projeto válvula poderia substituir a prótese biológica utilizados em tecnologia de válvula transcateter, com abordagens transcateter mostrando o potencial de transformar o tratamento de pacientes selecionados com doença valvular cardíaca 10. Como dito pelos padrões atuais, um substituto de válvula cardíaca bem sucedida deve ter as seguintes características de desempenho: &quot;1) permite avançar com fluxo aceitável diferença pequena queda média pressão, 2) impede o fluxo retrógrado com aceitavelmente pequena regurgitação, 3) resiste a embolização; 4) resiste hemólise; 5) resiste à formação de trombos, 6) é biocompatível, 7) é compatível com as técnicas de diagnóstico in vivo e 8) e pode ser entregue no alvo implantávelpopulação; 9) permanece fixo, uma vez colocado, 10) tem um nível de ruído aceitável; 11) tem a função reprodutível; 12) mantém a sua funcionalidade para uma vida razoável, de acordo com sua classe genérica; 13) mantém a sua funcionalidade e esterilidade para uma prateleira razoável vida antes da implantação. &quot;11. Alguns dos defeitos de próteses de válvulas existentes podem, potencialmente, ser superada por uma válvula de polímero. polímeros biocompatíveis, têm sido considerados os melhores candidatos com base em bioestabilidade, anti-hidrólise, anti-oxidação, e propriedades mecânicas vantajosas, tais como alta resistência e viscoelasticidade. Em particular, os polímeros elastoméricos podem prever deformação do material semelhante a dinâmica da válvula nativas. Elastómeros pode ser adaptado para imitar as propriedades dos tecidos moles, e eles podem ser os únicos materiais artificiais disponíveis que são bio-tolerantes e que possa resistir ao acoplamento, in vivo, as tensões de fluido induzida por tensão e de flexão, no entanto, mover-se de maneira semelhante ao saudável,movimento da válvula nativa. Além disso, os elastómeros podem ser produzidos em massa numa variedade de tamanhos, armazenados com facilidade, são esperados para serem dispositivos de baixo custo e pode ser estruturalmente reforçada com reforço fibroso. O conceito de utilização de materiais poliméricos para montar uma válvula de tri-folheto não é novo e tem sido objecto de várias investigações de investigação ao longo dos últimos 50 anos, 12, os quais foram abandonados, em grande parte devido à válvula de durabilidade limitada. Contudo, com o advento de novas metodologias de fabrico 13,14, o reforço de materiais poliméricos 15,16 e integração potencialmente sem costura de substitutos de válvulas de polímero com tecnologia de válvula transcateter, recentemente tem havido um interesse renovado e actividade no desenvolvimento de válvulas de polímero como um potencialmente alternativa viável para válvulas comerciais actualmente disponíveis. Neste contexto, um protocolo para permitir testes destas válvulas para avaliar a funcionalidade de hidrodinâmica é a primeira etapano processo de avaliação, ainda sistemas de simulador de pulso disponíveis comercialmente geralmente não estão equipados para acomodar os modelos de válvulas de tri-folheto e conter um espaçamento anelar para inserir válvulas cardíacas comercialmente disponíveis (por exemplo, disco de inclinação, as válvulas cardíacas mecânicas bi-folheto). Em segundo lugar, as válvulas de polímero são uma tecnologia emergente cujo hidrodinâmica só pode ser avaliada em um contexto familiar. Apesar da pressão da válvula do coração nativo e dados de fluxo está disponível, é importante para a realização de testes de válvulas nativas aórtica porcina, que são biologicamente compatíveis com válvulas humanos, utilizando o mesmo simulador pulsátil que é utilizado para avaliar as válvulas de polímero de modo a contabilizar diferenças de medição que podem estar dependentes do sistema. Assim, o objetivo deste estudo foi demonstrar como um simulador de pulso disponível comercialmente pode ser equipado com um conjunto de construções para acomodar válvulas tri-folheto e avaliar sistematicamente polímero válvula métricas hidrodinâmicas em um cont relativaext, em comparação com colegas mecânicos e nativo de válvula cardíaca suínos. No nosso caso, as válvulas de polímero de silicone tri-folheto novos anteriormente desenvolvido na Universidade da Flórida 13 formaram o grupo de válvula de polímero.

<table><tbody><tr><td>Bomba</td><td>ViVitro Labs</td><td></td><td><a href="http://vivitrolabs.com/products/superpump/" target="_blank">http://vivitrolabs.com/products/superpump/</a></td></tr><tr><td>Medidor de Vazão e Sonda</td><td>Carolina Medical</td><td>Modelo 501D</td><td><a href="http://www.carolinamedicalelectronics.com/documents/FM501.pdf" target="_blank">http://www.carolinamedicalelectronics.com/ documentos/FM501.pdf</a></td></tr><tr><td>Transdutor de Pressão</td><td>ViVitro Labs</td><td>HCM018</td><td></td></tr><tr><td>Conjunto de Medição de Pressão ViVitro</td><td>ViVitro Labs</td><td>6186</td><td></td></tr><tr><td>Suporte de válvula</td><td>WB Engineering</td><td></td><td>Projetado pela Florida International University. Fabricado pela WB Engineering</td></tr><tr><td>Pulse Duplicator</td><td>ViVitro Labs</td><td>PD2010</td><td><a href="http://vivitrolabs.com/wp-content/uploads/Pulse-Duplicator-Accessories1.pdf" target="_blank">http://vivitrolabs.com/wp-content/uploads/Pulse-Duplicator-Accessories1.pdf</a></td></tr><tr><td>Sistema de Controle de Dados do Duplicador de Pulso, incluindo o Software ViViTest</td><td>ViVitro</td><td>Labs PDA2010</td><td><a href="http://vivitrolabs.com/products/software-daq" target="_blank">http://vivitrolabs.com/products/software-daq</a></td></tr><tr><td>Corações Suínos e Válvulas Aórticas Nativas</td><td>Mary&#039; s Ranch Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Válvulas Mecânicas Bi-folheto</td><td>Saint Jude Medical</td><td></td><td><a href="http://www.sjm.com/" target="_blank">http://www.sjm.com/</a></td></tr><tr><td>Graxa de Alto Vácuo</td><td>Dow Corning Corporation</td><td></td><td><a href="http://www1.dowcorning.com/DataFiles/090007b281afed0e.pdf" target="_blank">http://www1.dowcorning.com/DataFiles/ 090007b281afed0e.pdf</a></td></tr><tr><td>Glicerina</td><td>McMaster-Carr</td><td>3190K293</td><td>99% Natural 5 gal</td></tr> Solução <tr><td>Antimicótica/Antibiótica</td><td></td><td>Fisher Scientific</td> MT21031CV 100 ml/coração Fisher Scientific SV3007901 <td>1 ml em 100 ml de PBS/coração; 20 ml para Sistema ViVitro</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014-500G</td><td>9 g/L de Água deionizada</td></tr><tr><td>Água deionizada</td><td>EMD Millipore Chemicals</td><td></td><td>Sistema de purificação deionizado Millipore. 1,3 L para o sistema ViVitro, 200 ml para o processo de dissecção da válvula cardíaca</td></tr></tbody></table>

protocolo relativo avaliação hidrodinâmica de tri-folheto polímero válvulas

Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves

Limitações de válvulas atualmente disponíveis protéticos, xenotransplantes e homoenxertos levaram um ressurgimento recente da evolução da área de tri-folheto próteses valvares polímero. No entanto, a identificação de um protocolo para a avaliação inicial da funcionalidade da válvula hidrodinâmica polímero é importante, durante as fases iniciais do processo de concepção. Características em sistemas in vitro duplicador de pulsos não são configurados para acomodar materiais tri folheto flexíveis e, além disso, a avaliação da funcionalidade da válvula de polímero tem de ser feito num contexto em relação a válvulas cardíacas e próteses nativos sob condições de teste idênticas, para que a variabilidade nas medições de diferentes instrumentos podem ser evitados. Deste modo, foi realizada a avaliação da hidrodinâmica i) nativa (n = 4, o diâmetro médio, D = 20 mm), ii) bi-folheto mecânica (n = 2, D = 23 mm) e iii) polímero de válvulas (n = 5, D = 22 mm) através da utilização de um sistema de duplicação de impulso disponível comercialmente (ViVitro LabsInc, Victoria, BC) que foi modificado para acomodar geometrias de válvula tri folheto. Válvulas de silicone Tri-folheto desenvolvidos na Universidade da Flórida, constituíram o grupo válvula de polímero. Uma mistura na proporção de 35:65 de glicerina para a água foi utilizada para imitar as propriedades físicas do sangue. Caudal instantâneo foi medido na interface do ventrículo esquerdo, e as unidades da aorta, enquanto a pressão foi registada nas posições ventriculares e da aorta. Foi utilizado Bi-folheto e dados de válvulas nativas da literatura para validar o fluxo e leituras de pressão. As seguintes métricas hidrodinâmicas foram relatados: frente a queda de pressão do fluxo, da raiz da aorta taxa média de praça em frente do fluxo, o fechamento da aorta, o vazamento eo volume regurgitante, fechamento transaórtica, vazamento, e as perdas totais de energia. Os resultados representativos indicam que as métricas hidrodinâmicos dos três grupos de válvulas pode ser obtido com sucesso pela incorporação de um conjunto de custom-built em um sistema duplicador de pulsos disponíveis comercialmente e subsequently, em comparação objetiva fornecer insights sobre aspectos funcionais do projeto da válvula de polímero.

Fluxo representativo e ondas de pressão são mostrados nas Figuras 3, 4 e 5. As parcelas foram em média sobre o tamanho da amostra de válvulas para cada grupo testado, que foi, n = 5, 4 e 2 válvulas de polímero, porcina nativa e grupos bi-folheto, respectivamente. As métricas hidrodinâmicas médios e o erro padrão da média para estas amostras são apresentados na Tabela 1. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp...

Tem havido um interesse renovado no desenvolvimento de válvulas de polímeros. Aqui, os objetivos são demonstrar a viabilidade de modificação de um duplicador de pulso comercial para acomodar geometrias tri-folheto e definir um protocolo para apresentar polímero dados hidrodinâmicos de válvulas em relação aos dados de válvulas nativas e protéticas, recolhidos em condições quase idênticas.

Protocolo Relativo Avaliação hidrodinâmica de Tri-folheto polímero Válvulas

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of ...

O objetivo geral do experimento a seguir é demonstrar como um duplicador de pulso in vitro comercialmente disponível pode acomodar próteses valvares cardíacas poliméricas emergentes com três folhetos e avaliar as métricas hidrodinâmicas do conjunto. Isso é alcançado montando um tubo e suporte para válvula, de modo a acomodar uma configuração valvar com três folhetos no duplicador de pulso. Como segundo passo, válvulas poliméricas são suturadas no lugar e testadas para medir suas métricas hidrodinâmicas. Válvulas nativas de porco e válvulas cardíacas mecânicas também são testadas para validar as modificações do hardware do sistema na concepção mecânica da válvula sintética.Os resultados mostram que o sistema modificado de duplicador de pulso pode ser utilizado para avaliar válvulas poliméricas com dinâmica hidráulica nativa suína e mecânica, fornecendo assim informações sobre os aspectos funcionais do projeto de válvulas poliméricas. Geralmente, indivíduos novos neste método ficam confusos porque as técnicas são trabalhosas e existem muitos conceitos relacionados a métricas hidrodinâmicas necessários para uma avaliação completa da prótese valvar, os quais não são normalmente ensinados em um currículo tradicional de engenharia. As implicações desta técnica estendem-se ao desenvolvimento funcional de tecnologias emergentes de próteses valvares cardíacas, pois a avaliação hidrodinâmica fornece insights sobre como aprimorar ainda mais as características de projeto da prótese valvar cardíaca, juntamente com Manuel.Auxiliando-o. Nesta demonstração, estará presente Carl Lande bro, aluno de graduação no meu laboratório. Este protocolo inicia-se com a fabricação da montagem.Isso inclui um suporte para válvula usado para suturar as cúspides da válvula, um tubo usado para acomodar o suporte da válvula e acessórios circundantes que fixam o conjunto ao sistema duplicador de pulso. Também é necessário um sistema duplicador de pulso disponível comercialmente. Antes do primeiro uso do sistema, escarifique todo o circuito. Limpe o sistema de circuito com sabão e água.Durante este processo, substitua todos os tubos degradados. Em seguida, calibre os instrumentos conectados ao circuito, que são a bomba, a sonda de fluxo e os transdutores de pressão. A calibração começa com uma solução salina a 1%, seguida por uma solução análoga ao sangue feita de glicerina.Normalmente calibre estes para realizar medições nas regiões atrial, aórtica e ventricular. Após a calibração, prossiga com o preparo das válvulas. Obtenha quatro corações frescos de porco com a aorta intacta, provenientes de um matadouro aprovado pela A-U-S-D-A.Desempacote e enxágue um coração com água desionizada e coloque-o em um recipiente cheio com antibiótico antimicótico a 1% em PBS sobre gelo. Transporte-o para o laboratório de testes hidrodinâmicos. Coloque um dos corações em uma bandeja de dissecação e remova cuidadosamente seu pericárdio.Observando o lado ventral, examine as quatro câmaras e localize o arco aórtico na aorta intacta. Em seguida, separe o coração em duas metades. Corte horizontalmente a três quartos de polegada abaixo do anel na junção entre a aorta e o ventrículo esquerdo, e isole a aorta intacta presa ao segmento de tecido ventricular esquerdo.Examine a válvula aórtica localizada na raiz aórtica em busca de danos ou calcificação. Esta é a região entre a aorta ascendente e o anel inferior. Se apresentar boa aparência, corte a aorta cerca de 2,5 cm acima do anel; caso contrário, descarte o tecido.Em seguida, separe o segmento de tecido do ventrículo esquerdo abaixo do anel para isolar a válvula aórtica com a válvula isolada. Prossiga com a sutura para fixar uma válvula ao suporte. Primeiro, coloque-a dentro do suporte da válvula.Alinhe a base da válvula com a base do suporte do pino. Em seguida, fixe temporariamente a válvula com um clipe de papel. Tenha cuidado para não danificar a comissura ou as cúspides.Agora, coloque pontos na parte inferior do suporte da válvula. Passe a agulha através do primeiro orifício e em direção à base. Em seguida, de forma circular, suture a válvula ao suporte ao longo dos postes.Continue a sutura ao longo da circunferência do suporte. Finalize a sutura com um ponto adicional ao redor das pontas dos pinos para maior segurança. Após os pontos, fixe a válvula a todos os pinos.Remova o clipe de papel nesta demonstração. Um sistema duplicador de pulso in vitro é utilizado. Os passos serão diferentes com outros sistemas.Inicie a avaliação ajustando a frequência cardíaca do sistema para 70 batimentos por minuto. Em seguida, selecione uma forma de onda de fluxo para acionar a bomba, que neste caso é a forma de onda S 35. Agora ligue o amplificador e a bomba de pistão e deixe-os aquecer por 15 minutos.Ao testar uma válvula bicomissural, posicione-a no sistema na posição aórtica para uma válvula suturada. Primeiro, posicione-a dentro do tubo de vidro para a montagem personalizada, colocando o tubo entre as peças superior e inferior e fixando-as com parafusos laterais. Acabamos de inserir a válvula de polímero.Este é o mesmo procedimento que utilizamos para inserir a válvula nativa. Em seguida, posicione o conjunto entre a câmara aórtica e o suporte original da válvula aórtica com a válvula em posição, aplicando graxa de vácuo em todas as junções que possam vazar. A seguir, adicione dois litros de glicerina 35% em solução salina ao compartimento atrial.Agora que o sistema está cheio, a etapa mais importante é garantir que todos os componentes estejam bem calibrados. Duas pessoas trabalham juntas para montar o sistema. Agora, certifique-se de que o transdutor de fluxo esteja configurado para a posição da aorta e ligue-o usando as instruções sob a aba de calibração no software, calibre a bomba e, em seguida, o transdutor de fluxo e depois os transdutores de pressão.Após a conclusão das calibrações, inicie a bomba em uma rotação baixa até que o fluido preencha o compartimento aórtico. Verifique a presença de vazamentos e selos com graxa de vácuo adicional. Gire as duas torneiras de passagem para a posição aberta.São os transdutores aórtico e ventricular. Aumente a RPM da bomba até que o volume sistólico atinja 80 mililitros por batida. Permite-se que o sistema funcione por 10 minutos até que o fluxo se estabilize.Isso pode ser verificado observando as formas de onda de fluxo e pressão na tela. Quando não há variação entre os ciclos ou ela é muito pequena, o sistema está estabilizado. Agora, no software de teste VI, selecione o modo de aquisição e clique em coletar 10 ciclos no modo de análise, clique em tabela e salve o arquivo.Além disso, salve uma imagem das formas de onda utilizando a captura de foto. Opção cinco, quatro válvulas nativas de porco e duas válvulas bicúspides foram comparadas. A taxa de fluxo foi medida usando um medidor de fluxo eletromagnético conectado a uma sonda de fluxo não invasiva colocada na localização da interface entre as câmaras ventricular e aórtica.A pressão ventricular foi medida na câmara do ventrículo utilizando um transdutor de pressão com micro ponta, sobreposto a este. Os resultados são valores relatados para válvulas nativas e com folheto B com diâmetro de 29 milímetros. Da literatura.A pressão aórtica foi medida logo após a posição da valva aórtica utilizando um transdutor de pressão de ponta fina. Novamente, os valores previamente relatados para válvulas com diâmetro de 29 milímetros também são apresentados. Em resumo, muitos parâmetros foram calculados a partir das medições de fluxo e pressão realizadas.O tamanho das válvulas testadas apresentou uma média de cerca de 22 milímetros de diâmetro por folheto. As válvulas foram difíceis de obter. Por isso, seu tamanho amostral é pequeno.Uma vez dominada esta técnica, a preparação da amostra e a avaliação hidrodinâmica podem ser realizadas em cerca de duas horas e meia. Fomos capazes de demonstrar, utilizando uma montagem personalizada que construímos, uma maneira pela qual podemos acomodar válvulas tri cúspides ou estruturas de válvulas poliméricas tri cúspides, e posteriormente incorporar esses tipos de válvulas ou essas válvulas poliméricas em um circuito pulsátil comercial existente para avaliação hidrodinâmica funcional. Ao mesmo tempo, conseguimos demonstrar que é possível comparar essas válvulas objetivamente com uma válvula nativa, que também possui geometria tri cúspide.No nosso caso, utilizamos válvulas aórticas nativas de suíno porque essas válvulas são muito semelhantes às válvulas humanas. Por fim, após esses procedimentos, podemos também investigar outras áreas de pesquisa, como o desenvolvimento de válvulas montadas sobre esqueletos que podem ser usadas para engenharia de tecidos, com finalidades relacionadas às válvulas cardíacas.

protocol-for-relative-hydrodynamic-assessment-tri-leaflet-polymer

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

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