Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

تخفيض في البطين الأيسر الإجهاد الحائط والتحسين في وظيفة في عدم قلوب باستخدام Algisyl-LVR

Published: April 8, 2013 doi: 10.3791/50096
Automatic Translation
1, 1, 2, 1
1Department of Surgery, UCSF/VA Medical Center, 2Clinical & Regulatory, LoneStar Heart, Inc.

Summary

توضح هذه المقالة الإجراءات لزرع هيدروجيل رواية في عدم قلوب وقياس تأثيره على جدار البطين الأيسر الإجهاد وظيفة. وقد طبقت هذه الإجراءات بنجاح في الكلاب والبشر.

Abstract

والمقصود من حقن Algisyl-LVR، علاج تحت التطوير السريري، لعلاج المرضى الذين يعانون من تمدد عضلة القلب. وقد استخدم هذا العلاج مؤخرا للمرة الأولى في المرضى الذين لديهم أعراض فشل القلب. في جميع المرضى، وتحسين وظيفة القلب من البطين الأيسر (LV) بشكل كبير وذلك من خلال تخفيض ثابت من حجم LV والإجهاد الجدار. نحن هنا وصف هذا الإجراء العلاج الرواية والأساليب المستخدمة لقياس آثاره على جدار LV التوتر وظيفة.

Algisyl-LVR هو هلام البوليمر الحيوي تتكون من نا +-الجيني والكالسيوم 2 +-الجيني. تم تنفيذ الإجراء العلاج من خلال مزج هذين العنصرين ومن ثم الجمع بينهما في حقنة واحدة للحقن داخل عضلة القلب. تم حقن هذا الخليط ما بين 10 و 19 موقعا في منتصف الطريق بين القاعدة وقمة الجدار LV الحرة في المرضى.

التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، جنبا إلى جنبمع النمذجة الرياضية، وتستخدم لقياس آثار هذا العلاج في المرضى قبل العلاج وعند نقاط زمنية مختلفة خلال فترة الانتعاش. تم ترقيم السطوح نخابي والشغاف أول من صور الرنين المغناطيسي لإعادة هندسة LV في نهاية انقباض وانبساط في نهاية. ثم تم قياس حجم تجويف البطين الأيسر من هذه السطوح بناؤها.

تم إنشاء النماذج الرياضية من LV من هذه السطوح MRI-أعيد بناؤها لحساب الإجهاد ليف عضلي الإقليمية. شيد كل نموذج LV بحيث 1) أنه بتشوهات وفقا لعلاقة الإجهاد والانفعال التحقق من صحة سابقا من عضلة القلب، و 2) وتوقع حجم تجويف LV من هذه النماذج يطابق حجم MRI-المقاسة المقابلة في نهاية انبساط وانقباض نهاية . كان ملء الانبساطي محاكاة عن طريق تحميل سطح الشغاف LV مع ضغط نهاية الانبساط المقررة. كان الانقباضي تقلص محاكاة عن طريق تحميل في وقت واحد في نهايةسطح ocardial مع وصفه الضغط الانقباضي ونهاية الانكماش مضيفا نشط في الاتجاه ليف عضلي. تم حساب الإجهاد ليف عضلي الإقليمية في نهاية انبساط وانقباض نهاية من LV مشوه استنادا إلى علاقة الإجهاد والانفعال.

Introduction

ويعتبر الحد من جدار البطين الإجهاد حجر الزاوية في علاج قصور القلب 1. في أبسط أشكاله التي قدمها قانون لابلاس، جدار البطين الإجهاد يتناسب طرديا مع قطر من البطين والضغط البطيني، ويتناسب عكسيا مع سماكة جدار البطين. ويعتقد على نطاق واسع أن زيادة البطين جدار التوتر هو المسؤول عن عملية إعادة عرض السلبية التي البطينين تصبح تدريجيا المتوسعة، مما يؤدي في النهاية إلى فشل القلب 2. وقد أظهرت الدراسات السريرية والحيوان أن زيادة الإجهاد الجدار يؤدي الى تغييرات في البروتينات، مقلص تخليق عنصر والتعبير الجيني التي تدعم عملية إعادة عرض 3،4،5. وقد تبين أيضا زيادة التوتر الجدار لتكون مؤشرا مستقلا من احقة LV إعادة عرض 6،7.

وقد تم تطوير العديد من العلاجات والأجهزة الجراحية الجديدة مع ميلانالهدف entral للحد من البطين جدار التوتر في محاولة لمنع وعكس تطور قصور القلب في المرضى الذين يعانون 8،9،10. على الرغم من هذه العلاجات تشترك في نفس الهدف، تمكنوا من تحقيق ذلك بشكل مختلف. على سبيل المثال، الإجراء الجراحي الحد من البطين 10 تسعى للحد من البطين جدار الإجهاد عن طريق خفض جراحيا في حجم البطين الأيسر المتوسعة، لكن نتيجته هي موضع جدل 11،12.

مؤخرا، قد حصل على حقن مادة حيويا، Algisyl-LVR، إلى البطين الأيسر لعلاج تمدد عضلة القلب قدرا كبيرا من الاهتمام في الأوساط الطبية. وقد تبين أن هذا العلاج أن تكون فعالة في منع أو حتى عكس تطور قصور القلب في دراسات على الحيوانات 13،14، ومؤخرا، في التجارب السريرية البشرية 15. وعلى عكس الأجهزة الأخرى، ويسعى هذا العلاج للحد من جدار البطين الإجهاد عن طريق حقن مادة فيجدار البطين الأيسر لرشاقته ذلك.

معرفة مفصلة من جدار البطين الإجهاد، ولا سيما في البشر، ومع ذلك، لا يزال بعيد المنال. هذا النقص في المعرفة هو في المقام الأول لأن القوات أو الضغوط لا يمكن قياسها مباشرة في البطينين سليمة 16. على الرغم من شكل مغلق المعادلات التحليلية مثل قانون لابلاس يمكن تقدير جدار البطين الأيسر والإجهاد، وضعت من أجلها على أساس الافتراضات المقيدة والتي تشمل محور تناظر LV، توحد الخواص المادية والتجانس داخل LV. ونظرا لهذه العوامل، والتنبؤ من جدار البطين الإجهاد في LV الفعلي باستخدام قانون لابلاس غير دقيقة 17. لإزالة هذه القيود والحصول على التنبؤ أكثر دقة من التوتر جدار البطين، النمذجة الرياضية باستخدام طريقة العناصر المحدودة (FE) مع هندسة البطين المريض محددة ينبغي أن تستخدم بدلا من القانون المبسطة لابلاس 17.

طريقة FE هو نوتقنية merical التي يتم استخدامها في كثير من الأحيان إلى حل مجموعة من المعادلات التفاضلية الجزئية (PDE) واصفا مشكلة قيمة الحدود. هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص عندما حل شكل مغلق من الصعب أو لا يمكن الحصول عليها من الناحية التحليلية. في سياق نموذج LV الرياضية المستخدمة لقياس البطين جدار الإجهاد، ومجموعة من المعادلات التفاضلية الجزئية هي المعادلات التي تحكم التوازن الميكانيكية (ميزان الزخم الخطي) التي تصف حركة LV عندما يتم تطبيق الضغط أو الحمل على سطح الشغاف من LV لل. عندما يتم استخدام طريقة FE، يتم تقسيم الجدار LV إلى مترابطة نطاقات فرعية أو عناصر (عادة المكعب مع 8 عقد الزاوية) التي تشوه وفقا لعلاقة الإجهاد والانفعال المنصوص عليها في عضلة القلب.

العلاقات الإجهاد والانفعال تصف تشوه كبير من LV خلال ملء السلبي في انبساط وانقباض أثناء نشط في انقباض تم التحقق من صحتها من قبل في الدراسات على الحيوانات الكبيرة. وعلى غرار LVأن ما يقرب من ثلاث مرات أكثر صلابة في الاتجاه ليف عضلي من في اتجاهات متعامدة مع اتجاه ليف عضلي أثناء انبساط 18. وعلى غرار الانكماش نشطة أثناء إنقباض القلب عن طريق زيادة صلابة من LV على طول اتجاه ليف عضلي. هذه الزيادة في صلابة هي وظيفة من الوقت ويعتمد على المتغيرات تجريبيا مثل تركيز الكالسيوم داخل الخلايا وطول قسيم عضلي 19.

باستخدام هذه العلاقة الإجهاد والانفعال محددة من عضلة القلب، وطريقة FE بحساب مواقف عقدية جديدة على أساس حمولة (ق) تطبق على LV. مرة واحدة وتحسب مواقف عقدية جديدة، سلالة الناتجة (على قدر من التشوه) والإجهاد يمكن تحديد في كل عنصر لإنتاج سلالة وتوزيع الضغط داخل LV.

هنا، ونحن الخطوط العريضة الخطوات المطلوبة لزرع Algisyl-LVR في المرضى وخلق المقابلة LV المريض محددةالنماذج الرياضية قبل وبعد العلاج لتحديد الجدار الإجهاد LV.

Protocol

1. Algisyl-LVR إجراء عملية الزرع (راجع الفيديو)

  1. Algisyl-LVR (ونستار القلب، وشركة لاجونا هيلز، كاليفورنيا) هو هيدروجيل الكالسيوم الجيني يتألف من عنصرين. المكون +-الجيني نا هو محلول مائي معقم مع 4.6٪ مانيتول، ويتألف من عنصر 2 +-الجيني كا من جسيمات غير قابلة للذوبان المياه معلقة في 4.6٪ محلول مانيتول العقيمة (00:27).
  2. إجراءات الزرع يمكن القيام بها باستخدام إما القص معيار أو صغيرة بضع الصدر الأمامي محدودة على القلب النابض. ليست هناك حاجة لتغيير شرايين القلب لهذا الإجراء.
  3. الحق قبل الاستخدام، مزيج مكون +-الجيني نا والمكون +-الجيني الكالسيوم عن طريق الجمع بين هذين العنصرين في حقنة واحدة للحقن داخل عضلة القلب (00:33).
  4. بعد 2 دقيقة، وسوف نوعين الجينات المختلفة الصليب الارتباط وتشكيل هلام التي هي على استعداد لزرع والتنسيب في عضلة القلب عن طريق ينجection.
  5. التعرف على جدار خالية من LV على مستوى منتصف البطين في منتصف الطريق بين قمة وقاعدة LV (00:44)
  6. بدءا من أخدود انتيرو-الحاجز على مستوى منتصف البطين، ادخال الإبرة بزاوية حوالي 45 درجة وحقن 0.3cc من Algisyl-LVR ببطء (0.1 مل في الثانية الواحدة) في الحركة دون انقطاع واحد (01:15).
  7. تكرار الحقن (الخطوة 6) في 10 و 19 مواقع في سطر واحد (محيطي) على طول مستوى منتصف البطين، بدءا من أخدود انتيرو-الحاجز وتنتهي في الأخدود خلفي-الحاجز. عدد يزرع تمليه حجم البطين، والمباعدة بين يزرع حوالي 1 سم عن بعضها البعض.

2. الكمي من الزمن الإجهاد البطيني عن طريق النمذجة الرياضية

  1. قبل استخدام النمذجة الرياضية لتحديد LV جدار الإجهاد، ويجب على المرء أن حصلوا بالفعل على محور قصير وعرض محور طويل من صور الرنين المغناطيسي (MRI) التي تحتوي على LV للمريض. أكيsition من هذه الصور يمكن القيام بها باستخدام بروتوكول MRI القياسية (مثل تشانغ وآخرون 20).
  2. رقمنة سطح الشغاف وسطح نخابي من LV من صور الرنين المغناطيسي التي تحتوي على نظرة قصيرة محور (SA) من LV. ويمكن القيام بذلك باستخدام كائن الإنقسام كونتور (منظمات المجتمع المدني) مكتبة جدت في MevisLab البرمجيات بحرية المتاحة.
    1. في المختبر لدينا، أنشأنا برنامج قائم على وحدات وجدت في مكتبة منظمات المجتمع المدني من MevisLab بحيث يمكن للمرء ببساطة "ملامح" الحدود الشغاف ونخابي وجدت في طريقة العرض SA من صور الرنين المغناطيسي التي تحتوي على LV. ثم يتم إنشاء نقاط للالنخاب والبطانة في ثلاثي الأبعاد (3D) الفضاء الحقيقي تلقائيا من هذه المخططات.
  3. استيراد النقاط 3D من الخطوة 2 في البرمجيات التجارية، Rapidform (INUS تكنولوجيا، المؤتمر الوطني العراقي، ساني فيل، كاليفورنيا)، لإنشاء السطوح من النخاب LV والبطانة في تبادل الرسومات الأوليةمواصفات (IGES) تنسيق. الخطوات المستخدمة في إنشاء هذه السطوح المعهد بالاشتراك في Rapidform هي:
    1. إدراج / استيراد.
    2. إنشاء المضلع عيون.
    3. خرج IGES السطوح.
  4. استيراد أسطح المعهد بالاشتراك في البرمجيات التجارية TrueGrid لإنشاء شبكة FE من LV.
    1. ملء الفراغ بين سطح الشغاف ونخابي مع العنصر الطوب ثلاثية السطور ثماني عقد. بشكل عام، شبكة تحتوي على حوالي 3،000 العناصر مع 3 عناصر من خلال سمك الجدار كافية لنمذجة LV 21.
    2. بمجرد الانتهاء من هذا، تصدير شبكة باعتبارها مدخلات سطح السفينة لحلالا LS-FE داينا (LSTC، ليفرمور، كاليفورنيا). المزيد من التفاصيل عن هذه العملية يمكن العثور عليها في جوتشيوني وآخرون 23.
  5. تعيين الاتجاهات ليف عضلي باستخدام لدينا في المنزل برنامج "توثيق" أن يعدل سطح المدخلات تصديرها من TrueGrid. يعين أقرب الاتجاه ليف عضلي في كل عنصر كما مركزناتور التي هي موازية لطائرة الظل نخابي المحلية. يتمثل التوجه هذه النواقل في زاوية قياسها فيما يتعلق اتجاه كفافي المحلية. في الإنسان LV، يتم تعيين هذه الزاوية أن تختلف خطيا عبر سمك الجدار من -60 درجة في النخاب إلى 60 درجة في البطانة 23.
  6. كتابة شروط الحدود وتعيين نموذج مادة عضلة القلب إلى عناصر في سطح السفينة مدخلات من الخطوة 5.
    1. فرض التشريد العقدي في قاعدة LV مع الكلمة "SPC" في LS-داينا. يتم إصلاح العقد في حلقة نخابي-القاعدية ومقيدة بقية العقد في قاعدة LV للتحرك فقط على متن الطائرة القاعدية.
    2. تعيين القانون التأسيسي أو علاقة الإجهاد والانفعال هو موضح سابقا (انظر "مقدمة") لجميع العناصر باستخدام الكلمة "MAT" مع هوية المادة 128 في LS-داينا.
    3. تحديد السطوح عنصري التي تشكل البطانة وفرض شروط الحدود الضغط مع الكلمة "LOAD_SEGMENTS ".
    4. تحديد منحنى الحمل ضغط الوقت باستخدام الكلمة "DEFINE_CURVE".
      1. لمحاكاة نهاية انبساط، يصف الضغط الذي يزيد بسرعة مع الوقت إلى ضغط نهاية الانبساط المقررة (EDP) من 20mmHg. يتم الاحتفاظ الضغط المستمر على EDP ثم يسمح الوقت الكافي للLV للوصول إلى الحالة المستقرة.
      2. لمحاكاة نهاية انقباض، يصف الضغط الذي يزيد بسرعة مع الوقت من الدولة حتى نهاية الانبساط وصفه الضغط الانقباضي نهاية (ESP) من ويتحقق 125mmHg. يتم الاحتفاظ الضغط المستمر في ESP وثم يسمح الوقت الكافي للLV للوصول إلى الحالة المستقرة.
  7. استيراد مدخلات سطح السفينة أنجزت في FE حلالا التجارية LS-داينا لحساب الإجهادات جدار البطين وحجم تجويف LV في نهاية انبساط وانقباض في نهاية.
  8. ضبط معلمات المواد التي تعكس صلابة سلبية وانقباض عضلة القلب من الأمم المتحدةسمسم حجم تجويف LV محسوب يطابق حجم MRI-يقاس في نهاية انبساط وانقباض نهاية.

Representative Results

حقن Algisyl-LVR في LV الحرة جدار يثخن ذلك وبشكل مستمر يقلل من حجم LV مع مرور الوقت. سماكة الجدار LV وتخفيض في حجم LV هو واضح في الرنين المغناطيسي للLV في المريض في نهاية انقباض، بعد قبل و 6 شهور استقبال Algisyl-LVR (الشكل 1).

ويبين الشكل 2 نتائج كل خطوة المشاركة في القياس الكمي لجدار البطين الأيسر الإجهاد. في الشكل 2A، تم تحديد حواف نخابي والشغاف من وجهة نظر قصيرة محور LV في التصوير بالرنين المغناطيسي واحيط باستخدام MevisLab. الناتجة IGES سطح الشغاف (الازرق) والسطح نخابي (الحمراء) التي تم إنشاؤها من Rapidform باستخدام وتظهر النقاط احيط في الشكل 2B. وفي أعقاب ذلك، امتلأ الفضاء بين السطوح الشغاف ونخابي مع 8 noded عنصر الطوب ثلاثية السطور باستخدام TrueGrid (الشكل 2C الشكل 2D و شريحة من الجدار LV (الأزرق) يظهر أن التباين في اتجاه ليف عضلي عبر الجدار LV كما هو موضح سابقا. في الشكل 2E، شروط الحدود، وهما الضغط وتشريد العقدية المفروضة على LV ترد. يظهر الضغوط التي مورست كما أسهم تشير نحو الجدار الشغاف. تم تقييد العقد في حلقة نخابي-القاعدية (كما هو موضح المجالات) من التحرك في كل الاتجاهات بينما تم تقييد بقية العقد القاعدية (كما هو موضح مكعبات) لنقل فقط في الطائرة القاعدية (2E الشكل). وأخيرا، الشكل 2F يبين محسوب البطين الإجهاد الجدار في اتجاه ليف عضلي في نهاية انبساط من المريض قبل العلاج. فمن الواضح من الرقم التي تم العثور عليها ضغوط مرتفعة في البطانة وفي المناطق التي تكون فيهاLV جدار رقيق.

الشكل 1
الشكل 1. تظهر آثار Algisyl على LV المريض (المشار إليها بواسطة السهم) بعد 6 أشهر، كما نشاهد في صور الرنين المغناطيسي. الصور أن LV قد تقلصت وازداد سمك الجدار بعد 6 أشهر.

الشكل 2
الشكل 2. الخطوات المتبعة في تحديد مقدار جدار البطين الأيسر الإجهاد. (أ) رقمنة الصور MR. (ب) إنشاء المعهد بالاشتراك السطوح. (ج) إنشاء شبكة FE. (د) تعيين اتجاه ليف عضلي. (ه)فرض شروط الحدود. (و) حساب الضغط جدار البطين (كما هو موضح هنا في نهاية انبساط). الرجوع إلى النص للتفسير.

Discussion

العلاج بالحقن Algisyl-LVR

حقن المواد في الحائط الحرة LV للحد من البطين جدار الإجهاد هو العلاج الرواية مصممة للمرضى الذين يعانون من تمدد عضلة القلب. وقد أظهرت هذه المعاملة وعدا كبيرا في الدراسات قبل السريرية والسريرية على حد سواء 15. وثمة، دراسة عشوائية لتقييم هذا العلاج كوسيلة من وسائل زيادة LV لمرضى فشل القلب الحاد (زيادة-HF) جارية منذ فبراير 2012.

ويجري حاليا وضع التكرار متعددة من المنتجات التي تستهدف شرائح مختلفة واحتياجات الطبيب السريري. في إصدار المنتج الجراحية للجراحين القلب، يتم تسليم الجينات في حقنة القياسية ونظام إبرة مصممة خصيصا للجراحين لإجراء الحقن من خلال شق جراحي صغير في الصدر (الحد الأدنى من بضع الصدر). يتم تنفيذ هذا الإجراء على زرع قلب ينبض. الخصائص الفيزيائية للالجينات هيدروليةروجيل على الحقن في عضلة القلب هي مماثلة لتلك التي من عضلة القلب الانبساطي، ويصبح زرع دائمة. ومن المتوقع أن تكون أقل مما كانت عليه في معظم الحالات 60 دقيقة، مما يحد من تعرض المريض إلى الحد الأدنى من الوقت التخدير مدة من إجمالي الإجراء المنطوق. قد توفر إصدار المنتج الثاني المرضى الذين يعانون من قصور القلب وهو الإجراء الذي يمكن أن يقوم بها القلب التداخلي، في بعض الحالات المعزولة، وغيرهم من المتخصصين في مختبر أمراض القلب موسع أو الهجين. كما أنه من شأنها أن تسمح آثار حادة لدراستها.

الكمي للإجهاد البطين الأيسر باستخدام النمذجة الرياضية

طريقة استخدام النمذجة الرياضية مع طريقة FE حاليا الطريقة الوحيدة لتحديد بالضبط في الجسم الحي الإجهاد جدار الإقليمية في البطينين. الجمع بين النمذجة الرياضية مع التصوير الطبي مثل التصوير بالرنين المغناطيسي تمكن واحد لحساب في الجسم الحي الإجهاد جدار الإقليمية في فين المريض محددةtricles وذلك للمساعدة في فهم حالة وظيفية من هذه البطينين وتحديد الآثار الميكانيكية للعلاج الحقن في المرضى.

على الرغم من أننا قد تعامل LV كمادة متجانسة هنا، يمكن لهذا الأسلوب أن يكون (وتمت) مدد لقياس في الجسم الحي البطين جدار التوتر في البطينين غير متجانسة، لا سيما، عندما احتشاء عضلة القلب غير موجودة. في مثل هذه الحالات، حدود احتشاء وborderzone المتاخمة لها يتعين تحديدها من التصوير بالرنين المغناطيسي باستخدام الجادولينيوم كعامل التباين. ويتم استيراد هذه الحدود إلى TrueGrid لخلق العناصر الموجودة بحتة داخل كل منطقة متميزة، وهما احتشاء، وborderzone والمنطقة النائية. يمكن تعيين معلمات المواد التي تعكس التغيرات المرضية في كل منطقة من خلال عناصر منها في LS-داينا. تم العثور على هذه المعلمات في المريض مع احتشاء عضلة القلب باستخدام عضلة القلب في الجسم الحي سلالة يقاس من الموسومة التصوير بالرنين المغناطيسي21. والمرضى الذين يحتاجون إلى إعادة التوعي الجراحية وغالبا ما تواجه الرجفان الأذيني خلال الفترة اللاحقة للعمليات الجراحية، الذي يرتبط مع نوعية سيئة للغاية بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الموسومة. تتطلب مثل هؤلاء المرضى أيضا بضعة أيام لفترة نقاهة من الجراحة. وهكذا، ضربات القلب 3D ورقطة تتبع قد تكون طريقة التصوير أكثر ملاءمة وعضلة القلب تقنية قياس الضغط من الموسومة التصوير بالرنين المغناطيسي لدراسة التأثيرات الحادة الناجمة عن العمليات الجراحية.

وأخيرا، استخدمنا البرمجيات التجارية Rapidform، Truegrid وLS-داينا في عملية توليد النماذج الرياضية المريض محددة من البطينين لأننا قد وجدت لها أن تكون فعالة بشكل عام في إنجاز المهام المنوطة بكل منهما. ومع ذلك، برامج أخرى متاحة، مثل الذراع (لتوليد FE شبكة) وABAQUS (أ حلالا FE) التي قد تكون أيضا مناسبة لخلق نماذج رياضية من البطينين.

Disclosures

السيد Hinson هو موظف من ونستار القلب، وشركة

Acknowledgments

وأيد هذه الدراسة من قبل القومي للقلب والرئة والدم المعهد المنح R01-HL-77921 -86400 و(JM لجوتشيوني).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
REGENTS
Na+-Alginate LoneStar Heart, Inc
Ca2+-Alginate LoneStar Heart, Inc
EQUIPMENT
MevisLab Mevis Medical Solution
TrueGrid XYZ Scientific Application, Inc
Rapidform Inus Technology, Inc
LS-Dyna Livermore Software Technology Corporation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Yin, F. C. Ventricular wall stress. Circ. Res. 49 (4), 829-842 (1981).
  2. Grossman, W. Cardiac hypertrophy: useful adaptation or pathologic process. Am. J. Med. 69 (4), 576-584 (1980).
  3. Swynghedauw, B. Development and functional adaptation of contractile proteins in cardiac and skeletal muscles. Physiol. Rev. 66 (3), 710-771 (1986).
  4. Komuro, I., Kurabayashi, M., Takaku, F., Yazaki, Y. Expression ofcellular oncogenes in the myocardium during the developmental stage and pressure-overloaded hypertrophy of the rat heart. Circ. Res. 62 (6), 1075-1079 (1988).
  5. Schunkert, H., Dzau, V. J., Tang, S. S., Hirsch, A. T., Apstein, C. S., Lorell, B. H. Increased rat cardiac angiotensin converting enzyme activity and mRNA expression in pressure overload left ventricular hypertrophy: effect on coronary resistance, contractility, and relaxation. J. Clin. Invest. 86 (6), 913-920 (1990).
  6. Aikawa, Y., Rohde, L., Plehn, J., Greaves, S. C., Menapace, F., Arnold, M. O., Rouleau, J. L., Pfeffer, M. A., Lee, R. T., Solomon, S. D. Regional wall stress predicts ventricular remodeling after anteroseptal myocardial infarction in the Healing and Early Afterload Reducing Trial (HEART): an echocardiography-based structural analysis. Am. Heart J. 141 (2), 234-242 (2001).
  7. Hung, C. L., Verman, A., Uno, H., Shin, S. H., Bourgoun, M., Hassanein, A. H., McMurray, J. J., Velazquez, E. J., Kober, L., Pfeffer, M. A., Solomon, S. D. VALIANT investigators. Longitudinal and Circumferential Strain Rate, Left Ventricular Remodeling, and Prognosis After Myocardial Infarction. J. Am. Coll. Cardiol. 56 (22), 1812-1822 (2010).
  8. Mann, D. L., Acker, M. A., Jessup, M., Sabbah, H. N., Starling, R. C., Kubo, S. H. Clinical evaluation of the CorCap Cardiac support device in patients with dilated cardiomyopathy. Ann. Thorac. Surg. 84 (4), 1226-1235 (2007).
  9. Grossi, E. A., Patel, N., Woo, J. Y., Goldberg, J. D., Schwartz, C. F., Subramanian, V., Feldman, T., Bourge, R., Baumgartner, N., Genco, C., et al. for the RESTOR-MV Study Group. Outcomes of the RESTOR-MV trial (randomized evaluation of a surgical treatment for off-pump repair of the mitral valve). J. Am. Coll. Cardiol. 56 (24), 1984-1993 (2010).
  10. Athanasuleas, C. L., Stanley, A. W. H., Buckberg, G. D. Restoration of contractile function in the enlarged left ventricle by exclusion of remodeled akinetic anterior segment: surgical strategy, myocardial protection and angiographic results. J. Card. Surg. 13 (6), 418-428 (1998).
  11. Jones, R. H., Velazquez, E. J., Michler, R. E., Sopko, G., Oh, J. K., O'Connor, C. M., Hill, J. A., Menicanti, L., Sadowski, Z., Desvigne-Nickens, P., Rouleau, J. L., Lee, K. L. STICH Hypothesis 2 Investigators. Coronary bypass surgery with or without surgical ventricular reconstruction. N. Engl. J. Med. 360 (17), 1705-1717 (2009).
  12. Buckberg, G. D., Athanasuleas, C. L., Wechsler, A. S., Beyersdorf, F., Conte, J. V., Strobeck, J. E. The STICH trial unravelled. Eur. J. Heart Fail. 12 (10), 1024-1027 (2010).
  13. Sabbah, H. N., Wang, M., Jiang, A., Ilsar, I., Sabbah, M. S., Helgerson, S., Peterson, R., Tarazona, N., Lee, R. Circumferential mid-ventricular intramyocardial injections of alginate hydrogel improve left ventricular function and prevent progressive remodeling in dogs with chronic heart failure. Circulation. 120, S912 Forthcoming.
  14. Yu, J., Christman, K. L., Chin, E., Sievers, R. E., Saeed, M., Lee, R. J. Restoration of left ventricular geometry and improvement of left ventricular function in a rodent model of chronic ischemic cardiomyopathy. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 137 (1), 180-187 (2009).
  15. Lee, R. J., Hinson, A., Helgerson, S., Bauerschmitt, R., Sabbah, H. N. Polymer-based restoration of left ventricular mechanics. Cell Transplant. 22 (3), 529-533 (2013).
  16. Huisman, R. M., Elzinga, G., Westerhof, N., Sipkema, P. Measurement of left ventricular wall stress. Cardiovasc. Res. 14 (3), 142-153 (1980).
  17. Zhang, Z., Tendulkar, A., Sun, K., Saloner, D. A., Wallace, A. W., Ge, L., Guccione, J. M., Ratcliffe, M. B. Comparison of the Young-Laplace law and finite element based calculation of ventricular wall stress: implications for post infarct and surgical ventricular remodeling. Ann. Thorac. Surg. 91 (1), 150-156 (2011).
  18. Guccione, J. M., McCulloch, A. D., Waldman, L. K. Passive material properties of intact ventricular myocardium determined from a cylindrical model. J. Biomech. Eng. 113 (1), 42-55 (1991).
  19. Guccione, J. M., Waldman, L. K., McCulloch, A. D. Mechanics of active contraction in cardiac muscle: Part II--Cylindrical models of the systolic left ventricle. J. Biomech. Eng. 115 (1), 82-90 (1993).
  20. Zhang, P., Guccione, J. M., Nicholas, S. I., Walker, J. C., Crawford, P. C., Shamal, A., Acevedo-Bolton, G., Guttman, M. A., Ozturk, C., McVeigh, E. R., Saloner, D. A., Wallace, A. W., Ratcliffe, M. B. Endoventricular patch plasty for dyskinetic anteroapical left ventricular aneurysm increases systolic circumferential shortening in sheep. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 134 (4), 1017-1024 (2007).
  21. Wenk, J. F., Klepach, D., Lee, L. C., Zhang, Z., Ge, L., Tseng, E. E., Martin, A., Kozerke, S., Gorman, J. H. 3rd, Gorman, R. C., Guccione, J. M. First evidence of depressed contractility in the border zone of a human myocardial infarction. Ann. Thorac. Surg. 93 (4), 1188-1193 (2012).
  22. Guccione, J. M., Kassab, G. S., Ratcliffe, M. B. Computational cardiovascular mechanics: modeling and applications in heart failure. , Springer. (2010).
  23. Streeter, D. D., Spotnitz, H. M., Patel, D. P., Ross, J. Jr, Sonnenblick, E. H. Fiber Orientation in the Canine Left Ventricle during Diastole and Systole. Circ. Res. 24 (3), 339-347 (1969).

Tags

الطب، العدد 74، الهندسة الطبية الحيوية، علم التشريح، علم وظائف الأعضاء، الفيزياء الحيوية، علم الأحياء الجزيئي، والجراحة، القلب والأوعية الدموية، أمراض القلب والأوعية الدموية، bioinjection، جدار البطين الإجهاد، نموذج رياضي، وفشل القلب، وظيفة القلب، عضلة القلب، البطين الايسر، LV، التصوير بالرنين المغناطيسي، والتصوير، تقنيات السريرية
تخفيض في البطين الأيسر الإجهاد الحائط والتحسين في وظيفة في عدم قلوب باستخدام Algisyl-LVR
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lee, L. C., Zhihong, Z., Hinson, A., … More

Lee, L. C., Zhihong, Z., Hinson, A., Guccione, J. M. Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR. J. Vis. Exp. (74), e50096, doi:10.3791/50096 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter