Разработка модели оценки митрального клапана ex vivo с использованием симулятора пульсирующего потока

Ergida Albrahimi; Ibrahim Basar Aka; Mhd Homam Alhaj Ali; Oktay Korun; Ender Odemis; Gokhan Ipek

doi:10.3791/68173

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Разработка модели оценки митрального клапана ex vivo с использованием симулятора пульсирующего потока

846 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/68173

⸱

24 июня 2025 г.

Ergida Albrahimi¹ , Ibrahim Basar Aka² , Mhd Homam Alhaj Ali³ , Oktay Korun¹ , Ender Odemis⁴ , Gokhan Ipek¹

¹Department of Cardiovascular Surgery, Cerrahpaşa Faculty of Medicine, Istanbul University-Cerrahpasa, ²Department of Mechatronics Engineering, Faculty of Engineering and Natural Sciences, Istanbul Bilgi University, ³Department of Biomedical Engineering, Faculty of Engineering and Natural Science, Istanbul Medipol University, ⁴Department of Pediatric Cardiology, Koç University

В этой статье

Краткое содержание

Мы представляем ex vivo модель для установки митральных клапанов ягненка в пульсирующий симулятор для оценки функции клапана в физиологических условиях. Эта установка позволяет количественно оценить динамику митрального клапана с использованием биологической ткани в воспроизводимой, анатомически точной конфигурации.

Аннотация

Хирургическое восстановление митрального клапана остается сложной процедурой. Несмотря на то, что было определено несколько методов репарации, данные, сравнивающие их гемодинамические эффекты, отсутствуют. Коммерчески доступные импульсные дупликаторы обычно используются для моделирования циркуляции крови через механические или напечатанные на 3D-принтере сердечные клапаны. Однако, в связи со специфическим строением и механизмом работы митрального клапана, эксперименты по хирургическим методикам требуют использования биологических тканей. Митральные клапаны ягненка ex vivo подходят для таких экспериментов, но методы установки этих клапанов в систему импульсного дупликатора (PDS) точно не определены. Чтобы решить эту проблему, мы модифицировали систему с помощью 3D-печати и литья силикона в качестве держателя митрального клапана. Мы вырезали митральный клапан из сердца ягненка для каждого эксперимента, включая его кольцевой и подклапанный аппараты. Мы имплантировали его в атриовентрикулярную (митральную) область клапана тестовой машины с помощью силиконового держателя. Напряжение папиллярных мышц моделировали путем наложения швов вокруг хордовых и папиллярных соединений и пропускания этих швов через отверстие для выпуска в нижней части желудочковой камеры. Первоначальное тестирование компетентности клапана проводилось при частоте сердечных сокращений 120 ударов в минуту и сердечном выбросе 2 л/мин. Клапанную регургитацию и градиент давления между предсердной и желудочковой камерами измеряли с помощью электромагнитных расходомеров с импульсным дупликатором и валидировали с помощью эхокардиографии. Исходное гемодинамическое тестирование продемонстрировало стабильную функцию клапана в пяти экспериментах со средней фракцией регургитации 21,1% и градиентами передачи, полученными от эха, в диапазоне от 5,15 до 8,13 мм рт.ст. Объемы инсульта и пиковые скорости выдоха варьировались у разных образцов, отражая физиологическую вариабельность в педиатрической модели.

Введение

Восстановление митрального клапана значительно эволюционировало, а современные хирургические методы обеспечивают повышенную эффективность и улучшенные долгосрочные результаты¹. Несмотря на то, что многие центры стандартизировали стратегии восстановления митрального отдела, сохраняется устойчивый пробел во всесторонней оценке гемодинамического воздействия этих вмешательств². Для оптимизации стратегий восстановления, особенно в анатомически сложных или педиатрических случаях, требуются модели, которые позволяют проводить контролируемые, повторяемые физиологические тесты.