Summary
אנו מתארים רומן, חסכוני, וטכניקה יעילה עבור משלוח עורית של שתלים שלושה ממדים המודפס באופן כלילי כדי ליצור בחזה סגור מודלים החזיר של מחלת לב איסכמי. השתלים היו קבועים במקום באמצעות קטטר הארכת אמא וילד עם שיעור הצלחה גבוהה.
Abstract
שיטות פולשניות מינימלית ליצירת דגמים של היצרות כלילית מוקד בבעלי חיים גדולים הם מאתגרים. אבי טיפוס מהירים באמצעות תלת מימדי (3D) שתלים מודפסים כלילית יכול להיות מועסק כדי percutaneously יצור היצרות מוקד כלילית. עם זאת, משלוח אמין של השתלים יכול להיות קשה ללא שימוש בציוד מעזר. אנו מתארים את השימוש בצנתר מדריך כלילית של אמא וילד לייצוב השתל ולמסירה יעילה של השתל 3D מודפס לכל מיקום רצוי לאורך הספינה כלילית. היצרות כלילית מוקד אושרה תחת cineangiography כלילית ואת המשמעות הפונקציונלית של היצרות הכלילית הוערך באמצעות גדוליניום-משופרת לעבור הראשון מעבר סריקת לב MRI. הראנו כי משלוח אמין של 3D שתלים המודפסים כלילית מודלים של חזירים (n = 11) של מחלת לב איסכמי הלב ניתן להשיג באמצעות מחדש לאחר מדריך הכלילי של אמא והילד באמצעות קטטרים. הטכניקה שלנו מפשטת את המסירה העורית של שתלים כלילית כדי ליצור בחזה סגור מודלים החזירים של היצרות עורק כלילית ממוקד ניתן לבצע בזריזות, עם שיעור כישלון פרוצדורלי נמוך.
Introduction
מחלת לב האיסכמי ממשיכה להיות הגורם מספר אחד למוות בארצות הברית1. דגמים גדולים של בעלי חיים השתמשו בניסוי כדי להבין ולאפיין מנגנונים הנוהגים במחלת עורק כלילית (CAD) וסיבוכים משויכים (כולל אוטם שריר הלב, אירועי הפרעות בקצב הלב ואי ספיקת לב), כמו גם לבדיקות של therapeutics או מודלים אבחוניים חדשים. תוצאות ממחקרים אלה סייעו להרחיב את ההבנה, אבחון, וניטור של מחלת לב איסכמי ולקדם פרקטיקה קלינית2. מספר דגמים של בעלי חיים כולל ארנבים, כלבים וחזירים. עם זאת, הכשות כלילית, נגעים בדידים במיוחד, מתרחשים לעתים נדירות מאוד בבעלי חיים אלה קשה לגרוםלתוכג 3. העבודה המוקדמת תיארה את יצירת הסטזות הכליליים המלאכותית באמצעות הארכה, חסימה או מלחציים חיצוניים. לאחרונה, תיארנו כיצד להשתמש בטכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית לייצור שתלים כליליים שניתן להשתמש בהם כדי ליצור percutaneously יצירת הצרת כלילית מלאכותית דיסקרטית4. באמצעות תוכנת עיצוב בעזרת מחשב, עיצבנו שתלי עורק כלילי כצינורות חלול עם קטרים פנימיים וחיצוניים משתנים כמו גם אורך השתל ולאחר מכן המציא אותם באמצעות חומרים מסחריים זמינים מסחרית. השתלים הם חלקים, חלול, 3D מודפס צינורות עם קצוות מעוגלים. עיצבנו ספרייה של מידות השתלה עם מגוון קוטר פנימי, קוטר חיצוני ואורך. הקוטר החיצוני של השתל מבוסס על גודל קטטר מדריך כלילית. הקוטר הפנימי מבוסס על גודל של בלון כלילי כלילית מנוכה. היינו שונים את אורך השתל כדי להתאים את החומרה הרצויה של perfusion. עם זאת, משלוח בטוח של מכשירים כאלה יכול להיות מאתגר בשל חוסר חוטים וקטטרים מיוצר במיוחד עבור שימוש בעלי חיים גדולים. לעומת זאת, אוסף נרחב של קטטרים, חוטים וציוד תומך זמינים לשימוש קליני בעורקים הכליליים אנושיים. בעבודה זו, אנו מראים כיצד לכוון מחדש את צנתר מדריך כלילית של אמא וילד בכיתה קלינית להעברת השתלים כלילית מודפס תלת-ממד.
הצנתר GuideLiner (איור 1א) פותחה עבור התערבות כלילית מעורית (PCI) כדי לאפשר מושבים קטטר עמוק ותמיכה מוגברת עבור מקרים מורכבים5. בחקירה שלנו, קטטר GuideLiner נבחר בשל היכרות של שימוש וזמינות, אבל הקטטרים דומה, שם זמין, יכול להיחשב גם. נחשב צנתר מדריך "אמא וילד" (איור 1B), המכשיר מתאים בתוך קטטר אופייני מדריך כלילית ("אמא") והוא צינור גמיש קואקסיאליים ("הילד"). קטטר זה ניתן להוסיף על חוט הנחיה וביעילות מאריך את ההישג של קטטר אופייני מדריך כלילית על ידי הארכת מעבר לסוף מדריך כלילית. GuideLiner או משתמש דומה אמא וילד ניתן להשתמש כתמיכה נוספת עבור הפריסה של 3D שתלים המודפסים כלילית. בגלל השתלים הם רכוב על אנגיופלסטיקה בלונים להיות מוכנס כיחידה על חוט כלילית לתוך הכלי (איור 1B, 1c), הצנתר מציע תמיכה נוספת כדי לספק את השתל לאתר הרצוי. על ידי מיקום קטטר האם-וילד רק המנזר, השתל נשאר במיקום הרצוי במהלך הדלציה בלון והנסיגה. למרות שיש כמה מוצקות למבנה שלה, היכולת הייחודית של האם והילד של קטטר להיות מתקדם עמוק לתוך עורקים כלילית על חוט הנחיה הסמן הרדיאטום על קצה הקטטר היו מאפיינים חיוניים עבור השרשה.
מנגנון המסירה התאספו שלנו כללה קטטר אופייני מדריך כלילית, הצנתר האם-והילד, והשתל 3D מודפס קבוע על בלון כלילית אנגיופלסטיקה הכליליים (איור 1B). כיחידת משלוח תפקודית, הקטטר האם-והילד לא רק סיפק תמיכה נוספת יציבה להעברת הציוד אלא גם הוחל באופן ייחודי כמכשיר הגז כדי לשמור על השתלים במקום במהלך הסרת הבלון. סמן הקרינה האטומה על קצה הקטטר שימש מדריך מיקום עבור המנגנון התאספו ויושב האבובית לבלון הניתוח אנגיופלסטיקה. מאפיינים אלה מותרים לפריסה מדויקת של השתלים המגבילות את הזרימה. התהליך נועד להיות מיוכן, יעיל ואנושי עבור הנבדקים בעלי החיים.
ביישום שלנו, את הטכניקה אמא וילד משלוח הילדים שימש כדי ליצור מודלים החזיר עם היצרות כלילית מוקד להערכת ניגודיות משופרת לחץ לב לעורית תהודה מגנטית הדמיה (MRI). עם זאת, הטכניקה עשויה להיות מועסק בחקירות אחרות, כולל מערכות כלי דם מחוץ לכלי הדם הכליליים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
ערכנו את הניסויים על פי ההנחיות של חוק הרווחה בעלי חיים, המכונים הלאומיים לבריאות ואיגוד הלב האמריקני לשימוש בעלי חיים במחקר. הוועדה המוסדית שלנו לטיפול בבעלי חיים אישרה את פרוטוקול הלמידה בבעלי חיים.
1. הכנה מראש של 3D שתלים היצרות כלילית מודפס
- בעזרת מלקחיים, מעילים את השתלים המודפסים בתמיסה של 25% הפארין, כדי למנוע היווצרות התרומובוס ולאפשר ייבוש אוויר במשך 24 שעות ביממה.
2. הכנה מראש של נושאי בעלי חיים
- יש גברים חזיר יורקשייר (חוות SNS, 30 – 45 ק"ג) להגיע למוסד 1 שבוע לפני תאריך הניסוי ולאפשר להם acclimate.
- לשמור את החזיר במצב צום אחרי חצות ביום לפני ההליך.
3. הרדמה פרוצדורלית
- הרגעה לחזיר עם קטמין שרירי (10 מ"ג/ק"ג) ומיסדעולם (1 מ"ג/ק"ג).
- מאוורר את החיות עם חמצן-איזופלוט (1 – 2%) תערובת.
- לבצע צנרור אנדוקנה ברגע הנושא בעל החיים הוא הרגעה.
- להשרות (IV) rocuronium (2.5 mg/ק"ג/h) ולתת בולשימושים נוספים (1 – 3 מ"ג/ק"ג IV כל 20 – 30 דקות) בעת הצורך כדי להשיג השתק.
- לשמור על מישור כירורגי של הרדמה במהלך ההליך על ידי בדיקה להתעוררות, תנועות, תנודות רחבות בסימנים חיוניים, וסימנים אחרים של מצוקה או אי נוחות לאורך זמן הניסוי. אנחנו משגיחים על החזיר. במשך כ -6 שעות בהרדמה
4. גישה לכלי דם
- שימוש בטכניקת Seldinger הכנס את מעילי העורקים והורידים לעורקי הירך הדו והורידים של הנבדקים.
- ריקון כל יציאות הקטטר ברציפות עם תמיסת מלח הרגיל heparinized.
5. מינהל תרופות טרום-פרוצדורלי
- ניהול אמיודארון הפנים (1.5 מ"ג/ק"ג), לידוקאין באופן מידי (2 מ"ג/ק"ג), ו esולוק באופן פנימי (1 מ"ג/ק"ג) לפי הצורך מניעה מפני הפרעת קצב. מעניקים את המינונים של amiodarone, לידוקאין, ו esמולוק לפי הצורך במהלך הניסוי כדי לדכא את המקצבים החדרית ואת השליטה התגובה קצב הלב.
- לאחר גישה לכלי הדם מושגת, ניהול הפארין (5000-10000 יחידות) כדי לשמור על זמן קרישה מופעל (ACT) > 300 s. בדוק את המערכה כל שעה במהלך הניסוי ולתת הפארין נוספת והוא צריך לשמור על מטרת ACT.
6. ניטור הומודינמיקה
- השתמש בתיבת החזה של אלקטרוקרדיוגרפיה בודדת (א) לצורך הקלטת שינויים במקטע ST, גלי T וקצב הלב במהלך התקופה הניסיונית כולה.
- השתמש מתמר לחץ כדי להקליט לחצים מתמשך הירך עורק בכל ההליך.
- הצמדת מחמצן לאוזן של בעל החיים או לשפה להקלטות מתמשכת של הדופק.
7. הכנת מכשור למסירת שתל
- לפני ביצוע של אנגיוגרפיה כלילית, הכנס את הכדור החוצה ב-NC הטרק מעל-the-תיל בלון כלילי דרך קטטר אמא וילד בגודל הרצוי, כך את קצה בלון משתרע מעבר לקצה של הצנתר.
- הר השתל 3D המודפס על בלון אנגיופלסטיקה האוויר כגון השתל ממוקם בין הסמנים של הבלון קרוב סמן הקרובה (איור 1B).
- לנפח את הבלון עם insufflator כדי 2-3 כספומט כדי לתקן את השתל על הבלון. ודא כי השתל ממוקם קרוב יותר החצי הקרוב ביותר של הבלון כך יהיה הקרוב ביותר לקטטר האם-וילד כאשר מוכן להסרה (איור 1B).
8. אנגיוגרפיה כלילית ופריסה של שתל כלילי
- מקם את ה-fluoroscopic C-arm בהטלה anteroposterior (AP).
- הצמד שסתום בקרה (ראה טבלת חומרים) לצנתר מדריך כלילית שמאלי או ימני (ראה טבלת חומרים).
- הציגו את הצנתר מדריך על חוט J-משופעת דרך מעטפת עורק הירך הימני, תחת הדרכה fluoroscopic, לקדם את הקטטר לשורש אבי העורקים.
- באופן סלקטיבי (או לא סלקטיבי) להעסיק את הקטטר לתוך העורק הראשי השמאלי העיקרי (lmca) ולהזריק 5 מ ל של ניגודיות טוהרו תחת fluoroscopy כדי להמחיש את המערכת השמאלית הלילית.
- הצב את הצנתר המנחה לכיוון ה-LMCA עבור האנגיוגרפיה השני (איור 2). אם התחייבות של עורק כלילי מוכיחה קשה, בשל חלקו לקשת אבי העורקים הקצרה של החזיר, שקול לבצע אנגיוגרמות לא סלקטיבית כל עוד הם מספקים ויזואליזציה נאותה של כלי הדם.
- פעם מעורב, או ממוקם ליד LMCA, תחת fluoroscopy, מראש 0.014 ", 300 ס מ תיל כלילית (לראות את הטבלה של חומרים) לתוך lmca ולקדם את החוט אל העורק הקדמי השמאלית הקדמית (LAD) או שמאל העורק הראשי (lcx) הרצוי (איור 3).
- תחת הדרכה fluoroscopic, הכנס את הצנתר אמא-וילד בעבר התאספו עם הבלון הכלילי אנגיופלסטיה והשתל על חוט כלילית ולהתקדם למיקום הרצוי לאורך הספינה כלילית. הכנס 5 מ ל של ניגודיות המיוחלת כדי להמחיש היצרות דיסקרטית במיקום הרצוי שבו יש לפרוס את השתל הכלילי (איור 4).
- לאחר השתל נמצא בעמדה, לקדם את הצנתר האם והילד לסמן האבובי של הבלון מנופח.
- לרוקן את הבלון ולמשוך אותו. דרך צנתר האם והילד תהליך זה מאפשר את הקטטר אמא וילד להטות את השתל את הבלון כפי שהוא ומתקן את המיקום של השתל בקטע המיועד של כלי.
- , הסירו את הבלון. צנתר האמא-וילד וחוטי העורק
- בצע אנגיוגרמות סופיות כדי לתעד את המיקום של היצרות מלאכותית חדשה בתוך כלי. כאשר אפשרי, אנגיוגרמות יש לבצע בשני צפיות אורתוגונאליות כדי לרכוש שערוך חזותי של חומרת היצרות. האנגיוגרפיה הסופית (איור 5) ניתן גם לבצע עם מיצוב subselective של הצנתר האם-והילד בספינה האבובית, אשר מספק opacification מעולה עם ניגודיות מינימלית.
- מיד להעביר את החיה אל הסוויטה MR כדי לעבור לחץ לב זלוף MRI באמצעות gadobutrol (0.1 mM/ק"ג) הוזרק בקצב של 2 מ מ/שניה.
הערה: סוכן הלחץ ששימש היה 4 דקות אינפוזיה של אדנוזין ב 300 μg/kg/min. פרוטוקול הדמיה כללה 1) cine הדמיה (שדה תצוגה [FOV] = 292 x 360 mm, מטריצה גודל = 102 x 126, זמן חזרה [TR] = 5.22 ms, זמן הד [TE] = 2.48 ms, פרוסה עובי = 6 מ"מ, פיקסל רוחב = 450 Hz, להעיף זווית = 12 °); 2) מעבר זלוף במנוחה בשיא אדנוזין vasodilator המתח באמצעות רצף הדרגתי מפונק הד (fov = 320 x 320 mm, מטריצה גודל = 130 x 130, TR = 2.5 ms, TE = 1.1 ms, פרוסה עובי = 10 מ"מ, פיקסל רוחב = 650 Hz, להעיף זווית = 12 °; ו 3) מאוחר גדוליניום שיפור הדמיה באמצעות א-מגודרת, מקוטע, מפונק מעבר-הד בשלב רגיש-היפוך-רצף שחזור (fov = 225 x 340 mm, מטריצה גודל = 131 x 175 mm, TR = 5.2 ms, TE = 1.96 ms, פרוסה עובי = 8 מ"מ, זמן היפוך (TI) = ממוטב להפוך את רוחב הפס = 465 Hz, זווית היפוך = 20 °). תמונה מעבר הראשון של המחשה מוצג באיור 6. - לאחר השלמת הפרוטוקול MRI, המתת את החזיר על ידי עירוי של נתרן פנטוברביטל (100 מ"ג/ק"ג).
- לבצע כריתת האונה הצדדית, לבלו את הלב, ולנתח את הלב vivo לשעבר לחשוף את כלי הדם הכליליים. שימו לב למיקום השתל ביחס לענפים האלכסוניים (שטח LAD) או לענפים שוליים מקהה (LCX) ולאחזור השתלים.
- שימוש במספריים מטזנבאום ומעוקלים, פתחו את כלי הקיבול ובדקו את כלי הקיבול לפציעה ברוטו (ראו איור 7). לצלם את רקמת הלב לפתולוגיה ברוטו ומכתים עם טריפנילטזווכלוריד להוציא אוטם שריר הלב (ראה איור 8).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
לאחר המיטוב הראשוני של ההליך, הושלמה מרכיב ההתערבות בתוך 30 דקות. השתלים נמסרו בהצלחה בכל 11 הנושאים (100%). השתל אוחזר בנתיחה שלאחר המוות בכל 11 הנושאים (100%). באמצעות ענפים אלכסוניים (לאורך הנער) או ענפים שוליים קהה (לאורך LCX) כמו סמנים מיקום, מצאנו את המיקום של השתל ב-fluoroscopic פריסה מונחה בנתיחה לאחר המוות להיות עקבי ב 10 של 11 (91%) נושאים שבהם השתל הושם. באחד הנושאים, היתה הגירה קלה של השתל, אשר עשוי להיות קשור והנגרמת על ידי הזרקת ניטרוגליצרין תאיים על התכווצות כלילית. מתוך 11 הנושאים שנחקרו, 9 שרדו עבור הקתדרה כולה והשלימו את פרוטוקול ה-MRI והעניק לנו שיעור הצלחה פרוצדורלי של 82%. שני נושאים נהרגו. לאחר שהשתלים נפרסו הנושא הראשון פיתח פרוזדורים חדרית בסוויטת ה-MRI היטב לאחר הפריסה של השתל. השני מת בסורק MRI במסגרת. לחץ דם באמצע הניסוי בזמן הניתוח לא ראינו את הקריבוס בתוך השתלים או סימנים אחרים של פגיעה מבנית בכלי הדם. שיעור ההישרדות הגבוה (2 מקרי מוות, 9 מתוך 11 שרדו) מדגיש את החשיבות נגד הפרעות מניעה יעילה נגד קצב פעימות. דוגמא להמחשה של מאמץ לבבי MRI מסופקת באיור 6. עיצוב שתל מפורט ותוצאות מלאות של אימות MRI ידווחו בנפרד.
איור 1: עיצוב קטטר ומכשיר מורכב עם שתל כלילי טעון. (א) דיאגרמה של המרכיבים של קטטר האם והילד6. (ב) התאספו מכשירים המראים את הבלון הכלילי מנופח עם השתל 3d מודפס רכוב קבוע בראש המוביל של הצנתר, אשר בולט דרך הצנתר מדריך. (ג) תמונה מוגדלת של השתל המודפס 3d מוצג רכוב על בלון הניתוח אנגיופלסטיקה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: אנגיוגרפיה כלילית בהקרנה הanteroposterior מראה שיפור הניגודיות הסלקטיבי של מערכת העורק הראשי השמאלי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: אנגיוגרפיה כלילית בהקרנה anteroposterior מראה את 0.014 "300 ס מ תיל כלילית בעורק הקדמי שמאלי בירידה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: אנגיוגרפיה כלילית בהטלה הanteroposterior. התמונה בצד שמאל מראה את הצנתר האם-והילד התאספו עם בלון כלילית מנופח השתל באמצע לחלק המרוחק של העורק הקדמי השמאלי יורד. הגדלה גבוהה יותר של המנגנון המורכב בתוך הכלי הכלילי מוצג בלוח הימני. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: Anteroposterior אנגיוגרפיה. התמונה בצד שמאל מראה היצרות מוקד בעורק הקדמי שמאלי בירידה הקדמית לאחר פריסת השתל. הגדלה גבוהה יותר של היצרות כלילית דיסקרטית הנגרמת על ידי השתל מוצג בלוח הימני. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 6: הלחץ מחזק את תמונת התהודה המגנטית של השתל הכלילי שנפרס בראש העורק הראשי עד לאמצע שמאל. התמונות במנוחה (הפאנל העליון) ושיא אדנוזין vasodilator מתח (הפאנל התחתון) להראות inducible זלוף פגמים במקטעים הסובנטו על ידי העורק הקדמי השמאלי יורד. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 7: תמונות נתיחה שלאחר המוות. (א) השתל בעורק הקדמי השמאלי, היורד. (ב) העדר פציעה ברוטו בכלי הקיבול לעורק הכלילי. (ג) שתל ללא תרובוס. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 8: היפואתולוגיה של רקמת שריר הלב של החזיר. (א) פתולוגיה ברוטו ו (ב) כתמי כלוריד בנושא אחד לא הראו עדות לאוטם שריר הלב. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
בעבודה זו, אנו התמקדו אסטרטגיית הפריסה הרומן הפרעורית עבור שתלים היצרות כלילית ממריץ והראה כי קטטר אמא וילד יכול להיות מחדש עבור משלוח יעיל לאספקה של 3D שתלים המודפסים כלילית. מלאכותי דיסקרטית כלילית מלאכותית של חומרת משתנה ניתן ליצור במהירות במודלים חזירים עם שיעור הצלחה גבוהה באופן פולשני מינימלית באמצעות הגוף האנושי כלילית שיטות התערבותית וציוד. שתלים אלה הוכחו להיות בטוחים בהגדרה חריפה היו גם יעילים ביצירת אנגיוגרפיות חמורות, אשר בקורלציה עם מומים הנגרמת מפני מתח במהלך הסטרס vasodilator לבלב MRI. בהשוואה לטכניקות פתוחות בחזה, משלוח עורית של שתלים היצרות וממריץ שעור הוא פחות פולשני ואנושי יותר.
יש כמה טכניקות מינימלית פולשנית אחרים הזמינים כיום כדי ליצור הפחתת זרימה במודלים בעלי חיים גדולים. 3D שתלים מודפסים כלילית שונים ביסודה מפני סגר בלון ו הסגר הסליל כי את התוצאה הנגרמת על ידי שתלים מודפסים 3D לא לחלוטין סגר את כלי הקיבול. זהו הבדל משמעותי המאפשר דוגמנות של איסכמיה הנגרמת לחץ ולא אוטם7,8. Rissanen ואח '9 לתאר טכניקה מפרעורית היוצרת הגבלת זרימה, שאינם חסימתית במודלים של חזירים באמצעות סטנט כלילית עטוף באבובים פוליארבאואתילן. אבובים יכול להיות מעוצב על ידי העסקת מחטים וחום כדי ליצור היצרות של הלומיאל של מעלות שונים. ברור כי השתלים שאנו משתמשים שונים בעיצוב ותיאור יסודי עם אימות מלא הוא מעבר לטווח של העבודה הנוכחית, אשר לתאר את המתודולוגיה הרומן המשמש להעברת שתלים המודפסים 3D המודפס כלילית. ניצול הקטטר אמא וילד מותר לפריסה מדויקת של השתלים עמוק בעורקים הכליליים. קשה להשוות הצלחה פרוצדורליים בין המחקרים שלנו כאשר חוקרים אחרים בחנו מודל כרוני ושמרו על החזיר בחיים לתקופה ממושכת של זמן9. במברג ואח ' תיאר שיטה המשתמשת בקטטרים בלונים מנופחים בתוך 3 מילימטר סטנטים כדי ליצור stenoses של 50% ו 75% בעורק הקדמי שמאלי. השיטה האחרונה שונה מהחקירה שלנו בכך שהסטיסים יצרו את הקטטרים הדרושים כדי שיישאר בתוך החיות. אין דרך ליצור נגע מלאכותי ולהסיר את כל הציוד. בזמן הקיימא, שיטת במברג אינה מאפשרת חקירת איסכמיה מעבר להגדרה חריפה ושרידי חוטים יגרמו לממצאים של תמונה10.
התפקיד של קטטרים אמא וילד בהתערבות כלילית הוקמה היטב, אבל השימוש שלהם כדי לספק שתלים לתוך מיטות כלי דם לא תוארה בעבר5,6. שני ההיבטים המאתגרים ביותר של משלוח השתל הפרעורית כוללים פריסה סלקטיבית לתוך קטע כלילית מדויק ומניעת הגירה נסיגה. ניסיון לפרוס את המכשיר מעל אנגיופלסטיה בלונים לא היה יעיל כי השתל יכול להיות משכה בכלי הקיבול לאחר הבלון בלון. מכמה סיבות, קטטר אמא וילד הוכיחו להיות כלי רב ערך עבור תיקון השתלים במקום במהלך הנסיגה בלון. הקטטרים של האם והילד משתלבים בקלות בקטטרי ההנחיה הכליליים וגודלם היה אידיאלי להתערבות שלנו. הם היו קצת יותר גדולים מאשר הבלון הכלילי כלילית, המאפשר לנו להטות את השתל וכדי למנוע הגירה מנסיגה של השתל כמו הבלון היה מסוגר. התמיכה שסופקו על ידי הקטטר האם והילד אפשרה את השתלים כדי להיות מיושב עמוק בעורק הכלילי עם תמורה חזקה לומן כלי. בנוסף, סמן הרדיואטום על קצה של הצנתר האם-והילד עזר למקם את הקטטר רק המנזר לשתל, כפי שזוהה על ידי סמן על בלון המסירה. למרות הטכניקה היה יעיל בעיקר, בנושא אחד היה הגירה קלה לאחר משלוח השתל. זה יכול להיות בגלל הזרקה של ניטרוגליצרין תאיים על התכווצות כלילית וכתוצאה מההגירה המובילה למעבר המרוחק של השתל. קטטר GuideLiner נבחר בשל היכרות של שימוש, אבל יש מספר מכשירים דומים אחרים אשר עלול לשמש במקומו. מדריך למדריך הארכת קטטר (בוסטון מדעיים, מרלבורו, מסצ, ארה ב) זמין גם בגודל 6F ויש לו מבנה דומה ל-GuideLiner. יש גם Guidion מהיר החליפין מדריך השלוחה קטטר (פתרונות התקן רפואי התערבותית, Roden, הולנד) אשר מגיע בגדלים 5 – 8F והוא יכול גם לשמש במקום הצנתר GuideLiner.
טכניקת הפריסה שלנו ניתן לבצע ביעילות ובצורה הומאנית בחזירים עם שיעור כישלון פרוצדורלי נמוך. במחקר המקדים שיעור הכשל הפרוצדורלי היה 18%. היה עקומת למידה הקשורים בטכניקה כפי שאנו מפנים את התערבויות שלנו. עם זאת, למרות עקומת למידה, כל הנבדקים בעלי חיים שרדו את ההתערבות הראשונית פריסת השתל. הנגעים שנוצרו היו מוקד והצמצום נע בחומרה, אבל הם לא היתה מצמצמת. הסטנס האלה היו אנגיוגרפית משמעותי ומיוצר פגמים inducible זלוף במהלך מתח הלחץ MRI. איור 6 הוא דוגמה לפגם ממוקד בהיתוך שנראה ב-MRI לאחר פריסת השתל מוצלחת ל-LAD. כיוונו ליצור איסכמיה. ולא על אוטם איור 8 מראה דוגמה של ניתוח יסטופתולוגיות של רקמת שריר הלב, אשר מראה שום ראיות של אוטם. השיטה מסתמכת על ציוד לניתוחי כלילית אנושיים, והדמיון בגודל כלילי לחזירים לאלה של בני האדם. הקוטר החיצוני של השתל המודפס 3D היה מבוסס על הקוטר הפנימי של הקטטר המנחה ואת הקוטר הפנימי של הצנתר האם והילד. קוטר הלומיאל המינימאלי המינימלי של היצרות היה מבוסס על גודל הבלון הכלילי המתרוקן. החומרה האחרונה הגבלת זרימה של היצרות דיסקרטית מבוססת על הקוטר הפנימי ואת אורך השתל. למרות שזרם האנגקסוגרפי שנשמר, הופחת זרימת הדם הכלילית המקסימלית, כפי שמעידים סריקות ה-MRI הפרזיה. עבודה עתידית יתמקד החלפת חוט המסירה בלון עם חוט לחץ ומדידה של שמורת זרימה השבר או שמורת זרימה מיידית. באופן דומה, פציעה מיקרונימי במורד הזרם יכול להיות מיוצר על ידי זריקות מקומיות של microvascular או דרך בלון משלוח או הקטטר אמא וילד עצמו.
שיעור הכשל הפרוצדורלי הנמוך שלנו במודל חזירים סגור מראה הבטחה למימוש עתידי. מכיוון שחסימה מוחלטת מוחלט לא בוצעה, אוטם שריר הלב נמנעה, וייתכן שתרם לשיעור הנמוך של הפרעות קצב ממאיר. במחקר שלנו רק 1 נושא פיתח פרוזדורים חדרית. לאחר התקופה הראשונית של אופטימיזציה, אנחנו חותכים את הזמן פרוצדורליים בערך 30 דקות לכל מקרה.
לסיכום, התוצאות שלנו להפגין טכניקה הרומן לפריסה של 3D שתלים מודפסים כלילית ולהראות את הכדאיות של יצירת מודל החזיר סגור בחזה של היצרות בדידה כלילית מוקד. טכניקה זו פולשנית מינימלית יכול לשמש בדיקה ופיתוח של טכניקות אבחון חדש לדימות במחלות לב איסכמי. השתמשנו בלחץ לב בדיקת MRI, אבל שיטות אחרות עשויות לכלול דימות גרעיני, אולטרסאונד, טומוגרפיה ממוחשבת. למרות מודל זה ישימה באופן מיידי כדי מחלת לב איסכמי, עם שינויים משניים, הטכניקה יכולה להיות מועסק עבור מצבים אחרים הקשורים במחלות כלי דם.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
. למחברים אין מה לגלות
Acknowledgments
אנו מודים לחברי הצוות במרכז לדימות מחקר טרנסלמטריקה של UCLA והמחלקה לרפואת חיות מעבדה באוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, CA, ארה ב לעזרתם. עבודה זו נתמכת בחלקו על ידי המחלקה לרדיולוגיה ורפואה בבית הספר דוד גפן לרפואה באוניברסיטת קליפורניה, איגוד הלב האמריקני (18TPA34170049), ועל ידי המדע הקליני מחקר, מועצת הפיתוח של המינהל לבריאות ותיקי ( VA-ההצטיינות I01CX001901).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3D-Printed coronary implants | Study Site Manufactured | ||
| Amiodarone IV solution | Study Site Pharmacy | ||
| Amplatz Left-2 (AL-2) guide catheter (8F) | Boston Scientific, Marlborough, Massachusetts, USA | ||
| Balance Middleweight coronary wire (0.014” 300cm) | Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois, USA | ||
| COPILOT Bleedback Control valve | Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois, USA | ||
| Esmolol IV solution (1 mg/kg) | Study Site Pharmacy | ||
| Formlabs Form 2 3D-printer with a minimum XY feature size of 150 µm | Formlabs Inc., Somerville, Massachusetts, USA | ||
| Formlabs Grey Resin (implant material) | Formlabs Inc., Somerville, Massachusetts, USA | ||
| Gadobutrol 0.1 mmol/kg | Gadvist, Bayer Pharmaceuticals, Wayne, NJ | ||
| GuideLiner catheter (6F) | Vascular Solutions Inc., Minneapolis, Minnesota, USA | ||
| Heparin IV solution | Surface Solutions Laboratories Inc., Carlisle, Massachusetts, USA | ||
| Ketamine IM solution (10 mg/kg) | Study Site Pharmacy | ||
| Lidocaine IV solution | Study Site Pharmacy | ||
| Male Yorkshire swine (30-45 kg) | SNS Farms | ||
| Midazolam IV solution | Study Site Pharmacy | ||
| NC Trek over-the-wire coronary balloon | Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois, USA | ||
| Oxygen-isoflurane 1-2% inhaled mixture | Study Site Pharmacy | ||
| Rocuronium IV solution | Study Site Pharmacy | ||
| Sodium Pentobarbital IV solution (100mg/kg) | Study Site Pharmacy | ||
| Triphenyltetrazolium chloride stain | Institution Pathology Lab |
References
- The US Burden of Disease Collaborators. The State of US Health, 1990-2016: Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Among US States. The Journal of the American Medical Association. 319 (14), 1444-1472 (2018).
- Liao, J., Huang, W., Lium, G. Animal models of coronary heart disease. The Journal of Biomedical Research. 31 (1), 3-10 (2017).
- Lee, K. T., et al. Production of advanced coronary atherosclerosis, myocardial infarction and "sudden death" in swine. Experimental and Molecular Pathology. 15 (2), 170-190 (1971).
- Colbert, C. M., et al. A Swine Model of Selective Coronary Stenosis using Transcatheter Delivery of a 3D Printed Implant: A Feasibility MR Imaging Study. Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine 27th Scientific Sessions. , Montreal, Canada. (2019).
- Kovacic, J., et al. GuideLiner Mother-and-Child Guide Catheter Extension: A Simple Adjunctive Tool in PCI for Balloon Uncrossable Chronic Total Occlusions. Journal of Interventional Cardiology. 26 (4), 343-350 (2013).
- Fabris, E., et al. Guide Extension, Unmissable Tool in the Armamentarium of Modern Interventional Cardiology. A Comprehensive Review. International Journal of Cardiology. 222, 141-147 (2016).
- Gálvez-Montón, C., et al. Comparison of two preclinical myocardial infarct models: coronary coil deployment versus surgical ligation. Journal of Translational Medicine. 12 (1), 137 (2014).
- Koudstaal, S., et al. Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs. Journal of Visualized Experiments. (86), 51269 (2014).
- Rissanen, T. T., et al. The bottleneck stent model for chronic myocardial ischemia and heart failure in pigs. American Journal of Physiology. 305 (9), 1297-1308 (2013).
- Bamberg, F., et al. Accuracy of dynamic computed tomography adenosine stress myocardial perfusion imaging in estimating myocardial blood flow at various degrees of coronary artery stenosis using a porcine animal model. Investigative Radiology. 47 (1), 71-77 (2012).
- Schwitter, J., et al. MR-IMPACT: comparison of perfusion-cardiac magnetic resonance with single-photon emission computed tomography for the detection of coronary artery disease in a multicentre, multivendor, randomized trial. European Heart Journal. 29, 480-489 (2008).
- Mahrholdt, H., Klem, I., Sechtem, U. Cardiovascular MRI for detection of myocardial viability and ischaemia. Heart. 93 (1), 122-129 (2007).
- Herr, M. D., McInerney, J. J., Copenhaver, G. L., Morris, D. L. Coronary artery embolization in closed-chest canines using flexible radiopaque plugs. Journal of Applied Physiology. 64, 2236-2239 (1988).
- Rochitte, C. E., Kim, R. J., Hillenbrand, H. B., Chen, E. L., Lima, J. A. Microvascular integrity and the time course of myocardial sodium accumulation after acute infarction. Circulation Research. 87, 648-655 (2000).
- Krombach, G. A., Kinzel, S., Mahnken, A. H., Günther, R. W., Buecker, A. Minimally invasive close-chest method for creating reperfused or occlusive myocardial infarction in swine. Investigative Radiology. 40 (1), 14-18 (2005).
- Suzuki, Y., Yeung, A. C., Ikeno, F. The representative porcine model for human cardiovascular disease. Journal of Biomedical Biotechnology. 2011, 195483 (2010).
- Eldar, M., et al. A closed chest pig model of sustained ventricular tachycardia. Pacing Clinical Electrophysiology. 17, 1603-1609 (1994).
- Reffelmann, T., et al. A novel minimal-invasive model of chronic myocardial infarction in swine. Coronary Artery Disease. 15 (1), 7-12 (2004).
- Haines, D. E., Verow, A. F., Sinusas, A. J., Whayne, J. G., DiMarco, J. P. Intracoronary ethanol ablation in swine: characterization of myocardial injury in target and remote vascular beds. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 5, 422-431 (1994).
- Kraitchman, D., Bluemke, D., Chin, B., Heldman, A. W., Heldman, A. W. A minimally invasive method for creating coronary stenosis in a swine model for MRI and SPECT imaging. Investigative Radiology. 35 (7), 445-451 (2000).
