Summary
हम इस्कीमिक हृदय रोग के बंद छाती सूअर मॉडल बनाने के लिए तीन आयामी मुद्रित कोरोनरी प्रत्यारोपण के percutaneous वितरण के लिए एक उपन्यास, लागत प्रभावी और कुशल तकनीक का वर्णन करते हैं । प्रत्यारोपण उच्च सफलता दर के साथ एक मां और बच्चे के विस्तार कैथेटर का उपयोग कर जगह में तय किए गए थे ।
Abstract
बड़े जानवरों में संकुचित फोकल कोरोनरी के मॉडल बनाने के लिए न्यूनतम आक्रामक तरीके चुनौतीपूर्ण हैं। तीन आयामी (3 डी) मुद्रित कोरोनरी प्रत्यारोपण का उपयोग करतेजी से प्रोटोटाइप को एक फोकल कोरोनरी स्टेनोसिस बनाने के लिए नियोजित किया जा सकता है। हालांकि, सहायक उपकरणों के उपयोग के बिना प्रत्यारोपण की विश्वसनीय डिलीवरी मुश्किल हो सकती है। हम प्रत्यारोपण के स्थिरीकरण के लिए और कोरोनरी पोत की लंबाई के साथ किसी भी वांछित स्थान के लिए 3 डी मुद्रित प्रत्यारोपण के प्रभावी वितरण के लिए एक मां और बच्चे कोरोनरी गाइड कैथेटर के उपयोग का वर्णन करते हैं । कोरोनरी सिनेangiography के तहत फोकल कोरोनरी संकुचन की पुष्टि की गई थी और कोरोनरी स्टेनोसिस के कार्यात्मक महत्व का आकलन गैडोलिनियम-बढ़ाया पहले पास कार्डियक परफ्यूजन एमआरआई का उपयोग करके किया गया था । हमने दिखाया कि इस्कीमिक हृदय रोग के सूअर मॉडल (एन = 11) में 3 डी मुद्रित कोरोनरी प्रत्यारोपण की विश्वसनीय डिलीवरी मां और बच्चे कोरोनरी गाइड कैथेटर को पुनः प्रस्तुत करने के माध्यम से प्राप्त की जा सकती है। हमारी तकनीक केंद्र कोरोनरी धमनी स्टेनोसिस के बंद छाती सूअर मॉडल बनाने के लिए कोरोनरी प्रत्यारोपण के percutaneous वितरण सरल और तेजी से किया जा सकता है, एक कम प्रक्रियात्मक विफलता दर के साथ ।
Introduction
इस्कीमिक हृदय रोग संयुक्तराज्यअमेरिका में मौत का नंबर एक कारण बना हुआ है । कोरोनरी धमनी रोग (सीएडी) और संबद्ध जटिलताओं (मायोकार्डियल इनफारक्शन, अतालता की घटनाओं और दिल की विफलता सहित) को समझने और चित्रित करने के लिए प्रयोगात्मक रूप से बड़े पशु मॉडलों का उपयोग किया गया है, साथ ही साथ नए चिकित्सा या नैदानिक तौर-तरीकों के परीक्षण के लिए। इन अध्ययनों के परिणामों ने इस्कीमिक हृदय रोग की समझ, निदान और निगरानी को व्यापक बनाने और नैदानिक अभ्यास2को आगे बढ़ाने में मदद की है। खरगोश, कुत्ते और सूअर सहित कई पशु मॉडल का इस्तेमाल किया गया है। हालांकि, कोरोनरी स्टेनोस, विशेष रूप से असतत घाव, इन जानवरों में बहुत कम ही होते हैं और प्रजनन3को प्रेरित करना मुश्किल होता है। पूर्व कार्य ने लिगेशन, ऑक्सीडर, या बाहरी क्लैंप का उपयोग करके कृत्रिम कोरोनरी स्टेनोज़ के निर्माण का वर्णन किया। हाल ही में, हमने बताया कि कोरोनरी प्रत्यारोपण के निर्माण के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग कैसे किया जाए जिसका उपयोग असतत कृत्रिम कोरोनरी को कमकरनेके लिए किया जा सकता है। कंप्यूटर-एडेड डिजाइन सॉफ्टवेयर का उपयोग करके, हमने कोरोनरी धमनी प्रत्यारोपण को खोखले ट्यूबों के रूप में डिजाइन किया, जिसमें अलग-अलग आंतरिक और बाहरी व्यास के साथ-साथ प्रत्यारोपण लंबाई भी थी और फिर उन्हें व्यावसायिक रूप से उपलब्ध योजक सामग्रियों का उपयोग करके गढ़े गए। प्रत्यारोपण गोल किनारों के साथ चिकनी, खोखले, 3 डी मुद्रित ट्यूब हैं। हमने आंतरिक व्यास, बाहरी व्यास और लंबाई की एक श्रृंखला के साथ प्रत्यारोपण आकार की एक पुस्तकालय तैयार किया है। प्रत्यारोपण का बाहरी व्यास कोरोनरी गाइड कैथेटर के आकार पर आधारित है। आंतरिक व्यास एक हवा निकाल कोरोनरी एंजियोप्लास्टी गुब्बारे के आकार पर आधारित है। हम परफ्यूजन की वांछित गंभीरता दर्जी करने के लिए प्रत्यारोपण की लंबाई विविध । हालांकि, बड़े जानवरों के उपयोग के लिए विशेष रूप से निर्मित तारों और कैथेटर की कमी के कारण ऐसे उपकरणों की सुरक्षित परक्यूटेस डिलीवरी चुनौतीपूर्ण हो सकती है। इसके विपरीत, मानव कोरोनरी धमनियों में नैदानिक उपयोग के लिए कैथेटर, तारों और सहायक उपकरणों का एक व्यापक संग्रह उपलब्ध है। इस काम में, हम दिखाते हैं कि 3डी मुद्रित कोरोनरी प्रत्यारोपण के वितरण के लिए एक नैदानिक ग्रेड मदर-एंड-चाइल्ड कोरोनरी गाइड कैथेटर को कैसे पुन: प्रारपित करें।
गाइडलाइनर कैथेटर(चित्रा 1ए)को परक्यूटेनेस कोरोनरी हस्तक्षेप (पीसीआई) के लिए विकसित किया गया था ताकि गहरे कैथेटर बैठने और जटिल मामलों के लिए समर्थन में वृद्धि की अनुमति दी जा सके5। हमारी जांच में, गाइडलाइनर कैथेटर का उपयोग और उपलब्धता के परिचित होने के कारण चुना गया था, लेकिन इसी तरह के कैथेटर, जहां उपलब्ध हैं, पर भी विचार किया जा सकता है। एक "मां और बच्चे" गाइड कैथेटर माना जाता है(चित्रा 1बी),डिवाइस एक ठेठ कोरोनरी गाइड कैथेटर ("मां") के अंदर फिट बैठता है और एक coaxial लचीला ट्यूब ("बच्चे") है । इस कैथेटर को गाइडवायर पर डाला जा सकता है और कोरोनरी गाइड के अंत से परे विस्तार करके एक ठेठ कोरोनरी गाइड कैथेटर की पहुंच को प्रभावी ढंग से लंबा कर सकता है। गाइडलाइनर या एक समान मां और बच्चे कैथेटर 3 डी मुद्रित कोरोनरी प्रत्यारोपण की तैनाती के लिए जोड़ा समर्थन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है । क्योंकि प्रत्यारोपण एंजियोप्लास्टी गुब्बारे पर मुहिम शुरू कर रहे है पोत में एक कोरोनरी तार पर एक इकाई के रूप में डाला जाएगा(चित्रा 1बी, 1 C),कैथेटर वांछित साइट पर प्रत्यारोपण देने के लिए अतिरिक्त समर्थन प्रदान करता है । गुब्बारे के लिए मां और बच्चे कैथेटर सिर्फ समीपस्थ स्थिति से, प्रत्यारोपण गुब्बारा संकुचन और पीछे हटने के दौरान वांछित स्थान पर रहता है । अपनी संरचना के लिए कुछ दृढ़ता होने के बावजूद, मां और बच्चे कैथेटर की अनूठी क्षमता एक गाइडवायर पर कोरोनरी धमनियों में गहरी उंनत हो और कैथेटर टिप पर रेडियोपाक मार्कर प्रत्यारोपण के लिए आवश्यक विशेषताएं थे ।
हमारे इकट्ठे प्रसव तंत्र में एक ठेठ कोरोनरी गाइड कैथेटर, मां और बच्चे कैथेटर, और एक 3 डी मुद्रित प्रत्यारोपण शामिल था जो एक हवा निकाल कोरोनरी एंजियोप्लास्टी गुब्बारे(चित्रा 1बी)पर तय किया गया था। एक कार्यात्मक वितरण इकाई के रूप में, मां और बच्चे कैथेटर न केवल उपकरणों के वितरण के लिए स्थिर अतिरिक्त समर्थन प्रदान की है, लेकिन यह भी विशिष्ट एक बाल काटना डिवाइस के रूप में लागू किया गया था संकुचन और गुब्बारा हटाने के दौरान जगह में प्रत्यारोपण रखने के लिए । कैथेटर टिप पर रेडियोपाक मार्कर इकट्ठे उपकरण के लिए एक पोजिशनिंग गाइड के रूप में कार्य करता है और एंजियोप्लास्टी गुब्बारे के लिए समीपस्थ बैठता है। इन विशेषताओं प्रवाह सीमित प्रत्यारोपण की सटीक तैनाती के लिए अनुमति दी । इस प्रक्रिया को पशु विषयों के लिए प्रजनन योग्य, कुशल और मानवीय होने के लिए डिज़ाइन किया गया था।
हमारे आवेदन में, मां और बच्चे परक्यूटेनियस डिलीवरी तकनीक का उपयोग विपरीत-बढ़ाया तनाव हृदय perfusion चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) के मूल्यांकन के लिए फोकल कोरोनरी स्टेनोसिस के साथ सूअर मॉडल बनाने के लिए किया गया था । हालांकि, इस तकनीक को कोरोनरी जहाजों के बाहर संवहनी प्रणालियों सहित अन्य जांचों में नियोजित किया जा सकता है ।
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Protocol
हमने पशु कल्याण अधिनियम, राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानों और अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन ऑन रिसर्च एनिमल यूज के दिशा-निर्देशों के अनुसार प्रयोग किए । हमारी संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति ने पशु अध्ययन प्रोटोकॉल को मंजूरी दी ।
1. 3 डी मुद्रित कोरोनरी स्टेनोसिस प्रत्यारोपण की पूर्वप्रक्रिया तैयारी
- चिमटी का उपयोग करना, थ्रोम्बस गठन को रोकने और 24 घंटे के लिए सूखी हवा की अनुमति देने के लिए 25% हेपरिन समाधान में मुद्रित प्रत्यारोपण डुबकी-कोट।
2. पशु विषयों की पूर्वप्रक्रिया तैयारी
- पुरुष यॉर्कशायर सूअर (एसएनएस फार्म, 30-45 किलो) प्रयोग की तारीख से 1 सप्ताह पहले संस्था में पहुंचें और उन्हें आदत बनाने की अनुमति देते हैं।
- प्रक्रिया से दिन पूर्व आधी रात के बाद सूअर को उपवास की अवस्था में रखें।
3. प्रक्रियात्मक संज्ञाहरण
- इंट्रामस्कुलर केटामाइन (10 मिलीग्राम/किलो) और नसों में मिदाजोलम (1 मिलीग्राम/किलो) के साथ सूअर को बेहोश करें।
- ऑक्सीजन-आइसोफ्लोरीन (1-2%) के साथ जानवरों को हवादार करें मिश्रण.
- पशु विषय को सेडेट करने के बाद एंडोट्रेचियल इंटुबशन करें।
- नसों में (चतुर्थ) रोक्यूरोनियम (2.5 मिलीग्राम/किलो/घंटा) का संचार करें और डायाफ्रैमैटिक स्थिरीकरण प्राप्त करने के लिए आवश्यक होने पर अतिरिक्त बोलस (1-3 मिलीग्राम/किलोग्राम प्रत्येक 20-30 मिनट) दें।
- प्रयोग की अवधि के दौरान जागृति, आंदोलनों, महत्वपूर्ण संकेतों में व्यापक उतार-चढ़ाव, और संकट या असुविधा के अन्य संकेतों की जांच करके प्रक्रिया में संज्ञाहरण के सर्जिकल विमान को बनाए रखें। हम संज्ञाहरण के तहत लगभग 6 घंटे के लिए सूअर की निगरानी की ।
4. वैस्कुलर एक्सेस
- सेल्डिंगर तकनीक का उपयोग करके, धमनी और शिराशय को द्विपक्षीय ऊर्ध्वाधर धमनियों और विषयों की नसों में डालें।
- हेपरिनाइज्ड नॉर्मल खारा के साथ लगातार सभी कैथेटर पोर्ट फ्लश करें।
5. प्रीप्रोप्रक्रियात्मक दवा प्रशासन
- अतालता के खिलाफ प्रोफिलैक्सिस के लिए आवश्यक अमोडोलोन इंट्रामस्कुलर (1.5 मिलीग्राम/किलो), लिडोकेन नसों (2 मिलीग्राम/किलो), और एस्मोलोल नसों (1 मिलीग्राम/किलो) का प्रशासन करें। वेंट्रिकुलर लय को दबाने और हृदय गति प्रतिक्रिया को नियंत्रित करने के लिए प्रयोग के दौरान आवश्यकता के अमिओदारोन, लिडोकेन और एस्मोलोल की दोहराने खुराक दें।
- वैस्कुलर एक्सेस प्राप्त होने के बाद, एक सक्रिय थक्का समय (अधिनियम) और gt;300 एस रखने के लिए हेपरिन (5,000-10,000 इकाइयां) का प्रशासन करें। प्रयोग के दौरान हर घंटे अधिनियम की जांच करें और अधिनियम लक्ष्य को बनाए रखने के लिए आवश्यक अतिरिक्त नसों में हेपरिन दें।
6. हीमोडायनामिक मॉनिटरिंग
- पूरे प्रायोगिक अवधि के दौरान एसटी सेगमेंट, टी-वेव्स और हार्ट रेट में बदलाव दर्ज करने के लिए सिंगल लेटरल इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी (ईसीजी) चेस्ट लीड का इस्तेमाल करें ।
- प्रक्रिया में निरंतर ऊर्ध्वाधर धमनी दबाव रिकॉर्ड करने के लिए एक दबाव ट्रांसड्यूसर का उपयोग करें।
- लगातार पल्स ऑक्सीमेट्री रिकॉर्डिंग के लिए जानवर के कान या होंठ में पल्स ऑक्सीमीटर संलग्न करें।
7. प्रत्यारोपण वितरण उपकरण की तैयारी
- कोरोनरी एंजियोग्राफी करने से पहले, वांछित आकार के मां और बच्चे कैथेटर के माध्यम से एक हवा निकाल नेकां ट्रेक अधिक तार कोरोनरी गुब्बारा डालें, जैसे कि गुब्बारा टिप कैथेटर की नोक से परे फैली हुई है।
- हवा निकाल एंजियोप्लास्टी गुब्बारे पर 3 डी मुद्रित प्रत्यारोपण माउंट इस तरह है कि प्रत्यारोपण गुब्बारे के मार्कर के बीच तैनात है और समीपस्थ मार्कर के करीब(चित्रा 1बी)।
- गुब्बारे पर इंप्लांट को ठीक करने के लिए 2-3 एटीएम में एक इंसौफ्लेटर के साथ गुब्बारे को फुलाने। सत्यापित करें कि प्रत्यारोपण गुब्बारे के समीपस्थ आधे के करीब तैनात है तो यह मां और बच्चे कैथेटर के निकटतम होगा जब हटाने के लिए तैयार(चित्रा 1बी)।
8. कोरोनरी एंजियोग्राफी और कोरोनरी प्रत्यारोपण की तैनाती
- एंटेरोपोस्टरी (एपी) प्रक्षेपण में फ्लोरोस्कोपिक सी-आर्म की स्थिति।
- एक नियंत्रण वाल्व (सामग्री की तालिकादेखें) एक बाएं या दाएं कोरोनरी गाइड कैथेटर (सामग्री की तालिकादेखें) के लिए संलग्न करें ।
- सही फेमोरल धमनी म्यान के माध्यम से एक जे-इत्तला दे दी तार पर गाइड कैथेटर परिचय और, फ्लोरोस्कोपिक मार्गदर्शन के तहत, महाधमनी जड़ के लिए कैथेटर अग्रिम ।
- चुनिंदा (या गैर-चुनिंदा) कैथेटर को बाएं मुख्य कोरोनरी धमनी (एलएमसीए) में संलग्न करें और बाएं कोरोनरी सिस्टम की कल्पना करने के लिए फ्लोरोस्कोपी के तहत आयोडिनेट विपरीत के 5 एमएल इंजेक्ट करें।
- दूसरे एंजियोग्राम(चित्रा 2)के लिए एलएमसीए की ओर गाइड कैथेटर की स्थिति। यदि कोरोनरी धमनी सगाई मुश्किल साबित होती है, सूअर के छोटे महाधमनी चाप के हिस्से में कारण, गैर चयनात्मक एंजियोग्राम प्रदर्शन पर विचार के रूप में जब तक वे जहाजों के पर्याप्त दृश्य प्रदान करते हैं ।
- एक बार फ्लोरोस्कोपी के तहत एलएमसीए के भीतर लगे होने, या एलएमसीए के पास तैनात होने के बाद, एलएमसीए में 0.014,, 300 सेमी कोरोनरी वायर (सामग्री की तालिकादेखें) को आगे बढ़ाते हैं और यदि वांछित हो तो डिस्टरल लेफ्ट पूर्वकाल उतरते धमनी (एलएडी) या बाएं परिधकोरोनर कोरोनरी धमनी (एलएक्स) के तार को आगे बढ़ातेहैं।
- फ्लोरोस्कोपिक मार्गदर्शन के तहत, पहले से इकट्ठे हुए मां और बच्चे कैथेटर को फुलाया कोरोनरी एंजियोप्लास्टी गुब्बारे के साथ डालें और कोरोनरी तार पर प्रत्यारोपण करें और कोरोनरी पोत के साथ वांछित स्थान पर आगे बढ़ें। वांछित स्थान पर एक असतत संकुचन की कल्पना करने के लिए आयोडीनयुक्त विपरीत के 5 मिलील इंजेक्ट करें जहां कोरोनरी प्रत्यारोपण तैनात किया जाना चाहिए(चित्रा 4)।
- एक बार प्रत्यारोपण की स्थिति में है, फुलाया गुब्बारे के समीपस्थ मार्कर के लिए मां और बच्चे कैथेटर अग्रिम ।
- गुब्बारे को डिलेट करें और मां और बच्चे कैथेटर के माध्यम से इसे वापस ले लें। यह प्रक्रिया मां और बच्चे कैथेटर को गुब्बारे से प्रत्यारोपण को कतरनी करने की अनुमति देती है क्योंकि यह मुकर जाता है और पोत के नामित खंड में प्रत्यारोपण की स्थिति को ठीक करता है।
- गुब्बारे, मां और बच्चे कैथेटर, और कोरोनरी तार निकालें।
- पोत के भीतर नए कृत्रिम स्टेनोसिस के स्थान को दस्तावेज करने के लिए अंतिम एंजियोग्राम करें। जब संभव हो, एंजियोग्राम दो ऑर्थोगोनल विचारों में प्रदर्शन किया जाना चाहिए ताकि स्टेनोसिस गंभीरता का दृश्य अनुमान प्राप्त किया जा सके। एक अंतिम एंजियोग्राफी(चित्रा 5)को समीपस्थ पोत में मां और बच्चे कैथेटर की उपचयनात्मक स्थिति के साथ भी किया जा सकता है, जो न्यूनतम विपरीत के साथ उत्कृष्ट ओपैसिफिकेशन प्रदान करता है।
- 2 mL/sec की दर से इंजेक्शन गैडोबुट्रॉल (०.१ एमएम/किलो) का उपयोग करके कार्डियक स्ट्रेस परफ्यूजन एमआरआई से गुजरने के लिए जानवर को तुरंत एमआर सुइट में स्थानांतरित करें ।
नोट: तनाव एजेंट का इस्तेमाल किया ३०० μg/kg/min पर adenosine के एक 4 मिन जलसेक था । इमेजिंग प्रोटोकॉल में शामिल 1) सिने इमेजिंग (दृश्य क्षेत्र [एफओवी]= 292 x 360 मिमी, मैट्रिक्स आकार = 102 x 126, पुनरावृत्ति समय [टीआर] = 5.22 एमएस, इको टाइम [ते] = 2.48 एमएस, स्लाइस मोटाई = 6 मिमी, पिक्सेल बैंडविड्थ = 450 हर्ट्ज, फ्लिप एंगल = 12°); 2) पहले पास आराम पर और पीक adenosine वासोडिलेटर तनाव में एक खराब ढाल इको अनुक्रम का उपयोग कर (FOV = 320 x 320 मिमी, मैट्रिक्स आकार = 130 x 130, टीआर = 2.5 एमएस, TE = 1.1 एमएस, टुकड़ा मोटाई = 10 मिमी, पिक्सेल बैंडविड्थ = 650 हर्ट्ज, फ्लिप एंगल = 12°; और 3) देर से गैडोलिनियम एन्हांसमेंट इमेजिंग एक ईसीजी-gated, खंडित, खराब ढाल-गूंज चरण-संवेदनशील-उलटा वसूली अनुक्रम (FOV = 225 x 340 मिमी, मैट्रिक्स आकार = 131 x 175 मिमी, टीआर = 5.2 एमएस, TE = 1.96 एमएस, स्लाइस मोटाई = 8 मिमी, इनवर्जन समय (टीआई) = माइओकार्ड पी इक्सेल बैंडविड्थ = 465 हर्ट्ज, फ्लिप एंगल = 20 डिग्री)। एक उदाहरण पहले पास perfusion छवि चित्र 6में दिखाया गया है । - एमआरआई प्रोटोकॉल पूरा होने के बाद, सोडियम पेंटोबार्बिटल (100 मिलीग्राम/किलो) के जलसेक द्वारा सूअर को इच्छामृत्यु दें।
- एक पार्श्व थोराकोटॉमी करें, दिल को उत्पादित करें, और कोरोनरी जहाजों को बेनकाब करने के लिए पूर्व वीवो दिल को विच्छेदन करें। संबंध में प्रत्यारोपण के स्थान पर ध्यान दें या तो विकर्ण शाखाओं (LAD क्षेत्र) या अस्पष्ट शाखाओं (LCX क्षेत्र) का उपयोग करें, और प्रत्यारोपण पुनः प्राप्त करें ।
- कुंद और घुमावदार मेटजेनबॉम कैंची का उपयोग करना, कोरोनरी पोत खोलें और सकल चोट के लिए पोत का निरीक्षण करें (चित्रा 7देखें)। मायोकार्डियल इंफेक्शन को बाहर करने के लिए सकल विकृति और त्रिफेनील्टेट्राज़ोलियम क्लोराइड के साथ दाग के लिए दिल के ऊतकों की तस्वीर (चित्रा 8देखें)।
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Representative Results
प्रक्रिया के प्रारंभिक अनुकूलन के बाद, हस्तक्षेप घटक 30 मिनट के भीतर पूरा किया गया था। प्रत्यारोपण सफलतापूर्वक सभी 11 विषयों (१००%) में दिया गया । प्रत्यारोपण सभी 11 विषयों (१००%) में शव परीक्षण में वापस लाया गया था । विकर्ण शाखाओं (LAD के साथ) का उपयोग करना या स्थितीय मार्कर के रूप में सीमांत शाखाओं (एलएक्स के साथ) का उपयोग करना, हमने फ्लोरोस्कोपिक-गाइडेड तैनाती पर प्रत्यारोपण की स्थिति पाई और 11 (91%) विषय जहां प्रत्यारोपण पुनः प्राप्त किया गया था । एक विषय में, प्रत्यारोपण का मामूली डिस्टल माइग्रेशन था, जो कोरोनरी ऐंठन के लिए इंट्राकोरोनरी नाइट्रोग्लिसरीन इंजेक्शन द्वारा प्रेरित वासोडिलेशन से संबंधित हो सकता है। अध्ययन किए गए 11 विषयों में से 9 पूरे कैथेटराइजेशन के लिए बच गए और एमआरआई प्रोटोकॉल पूरा किया, जिससे हमें 82% प्रक्रियात्मक सफलता दर मिली। प्रत्यारोपण तैनात होने के बाद दो विषयों की मौत हो गई । पहला विषय प्रत्यारोपण की तैनाती के बाद अच्छी तरह से एमआरआई सुइट में वेंट्रिकुलर फिब्रिलेशन विकसित किया । प्रयोग के माध्यम से हाइपोटेंशन मिडवे की सेटिंग में एमआरआई स्कैनर में दूसरे की मौत हो गई । विच्छेदन के समय, हमने प्रत्यारोपण के भीतर थ्रोम्बस या जहाजों को संरचनात्मक चोट के अन्य संकेत नहीं देखे । उच्च जीवित रहने की दर (2 मौतें, 11 में से 9 बच गए) महत्व को एक प्रभावी विरोधी अतालता प्रोफिलैक्सिस आहार पर प्रकाश डालता है। स्ट्रेस कार्डियक परफ्यूजन एमआरआई का एक उदाहरण उदाहरण चित्र 6में प्रदान किया गया है । विस्तृत प्रत्यारोपण डिजाइन और एमआरआई सत्यापन के पूर्ण परिणाम अलग से सूचित किया जाएगा ।
चित्रा 1: कैथेटर डिजाइन और घुड़सवार कोरोनरी प्रत्यारोपण के साथ उपकरण इकट्ठे हुए । (A) मां और बच्चे कैथेटर6के घटकों का आरेख । (ख)कोरोनरी गुब्बारे को 3 डी मुद्रित प्रत्यारोपण के साथ फुलाया दिखा इकट्ठा उपकरण घुड़सवार और कैथेटर के अग्रणी सिर पर तय किया गया है, जो गाइड कैथेटर के माध्यम से फैलता है । (ग)3 डी मुद्रित प्रत्यारोपण की एक बढ़ाया छवि एंजियोप्लास्टी गुब्बारे पर घुड़सवार दिखाया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 2: एंट्रोपोस्टरीप्रोपमेंट में कोरोनरी एंजियोग्राम बाएं मुख्य कोरोनरी धमनी प्रणाली के चयनात्मक विपरीत-वृद्धि को दर्शाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 3: एंट्रोपोस्टरीप्रोक्शन में कोरोनरी एंजियोग्राम बाएं पूर्वकाल उतरते धमनी में 0.014 "300 सेमी कोरोनरी तार दिखाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 4: एंट्रोपोस्टरीप्रोजेक्शन में कोरोनरी एंजियोग्राम। बाईं ओर छवि को फुलाया कोरोनरी गुब्बारे और बाएं पूर्वकाल उतरते धमनी के मध्य से डिस्टल खंड में प्रत्यारोपण के साथ इकट्ठे मां और बच्चे कैथेटर से पता चलता है । कोरोनरी पोत के भीतर इकट्ठे उपकरण का एक उच्च आवर्धन सही पैनल में दिखाया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 5: एंटेरोपोस्टरीयर एंजियोग्राम। बाईं ओर छवि प्रत्यारोपण की तैनाती के बाद डिस्टल छोड़ पूर्वकाल उतरते धमनी में एक फोकल स्टेनोसिस से पता चलता है । प्रत्यारोपण द्वारा प्रेरित असतत कोरोनरी संकुचन का एक उच्च आवर्धन सही पैनल में दिखाया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्र6: तनाव हृदय perfusion चुंबकीय अनुनाद चित्र एक कोरोनरी प्रत्यारोपण के निकट में तैनात मध्य बाएं पूर्वकाल उतरते धमनी के लिए । बाकी (ऊपरी पैनल) और पीक एडेनोसाइन वासोडिलेटर स्ट्रेस (लोअर पैनल) पर छवियां बाएं पूर्वकाल उतरते धमनी द्वारा उपाधारित खंडों में प्रेरक परफ्यूजन दोष दिखाती हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 7: ऑटोप्सी छवियां । (क)डिस्टल लेफ्ट पूर्वकाल में इंप्लांट, उतरते धमनी । (ख)कोरोनरी पोत को घोर चोट न पहुंचाना । (ग)थ्रोम्बस के बिना प्रत्यारोपण। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 8: सूअर मायोकार्डियल ऊतक की हिस्टोपैथोलॉजी। (क)सकल विकृति और(बी)एक विषय में त्रिपेटेल्टेट्राज़ोलियम क्लोराइड दाग मायोकार्डियल ऊतक इंफेक्शन का कोई सबूत नहीं दिखाया । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
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Discussion
इस काम में, हमने कोरोनरी स्टेनोसिस-उत्प्रेरण प्रत्यारोपण के लिए एक उपन्यास परक्यूटेनियस तैनाती रणनीति पर ध्यान केंद्रित किया और दिखाया कि एक मां और बच्चे कैथेटर को 3 डी मुद्रित कोरोनरी प्रत्यारोपण के प्रभावी परक्यूटेनियस डिलीवरी के लिए फिर से तैयार किया जा सकता है। परिवर्तनीय गंभीरता के असतत कृत्रिम कोरोनरी स्टेनोज को उच्च सफलता दर के साथ सूअर मॉडल ों में और मानक मानव पर्क्यूटेनियस कोरोनरी इंटरवेंशनल तकनीकों और उपकरणों का उपयोग करके न्यूनतम आक्रामक तरीके से बनाया जा सकता है। इन प्रत्यारोपण तीव्र सेटिंग में सुरक्षित होने के लिए दिखाया गया था और गंभीर एंजियोग्राफिक स्टेनोज बनाने में भी प्रभावी थे, जो वासोडिलेटर तनाव हृदय एमआरआई के दौरान तनाव प्रेरित perfusion दोषों के साथ सहसंबद्ध । ओपन चेस्ट तकनीकों की तुलना में, स्टेनोसिस-उत्प्रेरण प्रत्यारोपण की परक्यूटेनियस डिलीवरी कम आक्रामक और अधिक मानवीय है।
बड़े पशु मॉडलों में प्रवाह में कमी पैदा करने के लिए वर्तमान में कई अन्य न्यूनतम आक्रामक तकनीकें उपलब्ध हैं। 3 डी मुद्रित कोरोनरी प्रत्यारोपण मूल रूप से गुब्बारा ऑक्सीलेशन और कॉइल ऑक्क्लूजन से अलग है कि 3 डी मुद्रित प्रत्यारोपण द्वारा प्रेरित स्टेनोस पूरी तरह से पोत occlude नहीं है । यह एक बड़ा अंतर है जो 7,8के बजाय तनाव से प्रेरित इस्केमिया के मॉडलिंग की अनुमति देता है । रिसानेन एट अल9 एक परक्यूटेनियस तकनीक का वर्णन करता है जो पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन ट्यूबिंग में लिपटे कोरोनरी स्टेंट का उपयोग करके सूअर मॉडलों में प्रवाह सीमित, गैर-ऑब्सट्रक्टिव स्टेनोज बनाता है। ट्यूबिंग को विभिन्न डिग्री के चमकदार संकुचन बनाने के लिए सुइयों और गर्मी को नियोजित करके आकार दिया जा सकता है। यह स्पष्ट है कि हमने जिस प्रत्यारोपण का उपयोग किया है वह डिजाइन में भिन्न है और पूर्ण सत्यापन के साथ पूरी तरह से विवरण वर्तमान काम के दायरे से बाहर है, जो 3 डी मुद्रित कोरोनरी प्रत्यारोपण के वितरण के लिए उपयोग की जाने वाली उपन्यास पद्धति का वर्णन करना है। कोरोनरी धमनियों में गहरे प्रत्यारोपण की सटीक तैनाती के लिए अनुमति दी मां और बच्चे कैथेटर का उपयोग । हमारे अध्ययनों के बीच प्रक्रियात्मक सफलता की तुलना करना कठिन है क्योंकि अन्य जांचकर्ताओं ने एक पुराने मॉडल का पता लगाया और 9समयकी विस्तारित अवधि के लिए सूअर को जीवित रखा । बामबर्ग एट अल. एक विधि का वर्णन गुब्बारा कैथेटर 3 मिमी स्टेंट के भीतर फुलाया 50% और बाएं पूर्वकाल उतरते धमनी में 75% के स्टेनोज़ बनाने के लिए. यह उत्तरार्द्ध विधि हमारी जांच से अलग है कि स्टनोस जानवरों के अंदर छोड़ दिया जाना आवश्यक कैथेटर बनाया गया है। कृत्रिम घाव बनाने और सभी उपकरणों को हटाने का कोई तरीका नहीं है। जबकि व्यवहार्य, बामबर्ग विधि तीव्र सेटिंग और अवशिष्ट तारों से परे इस्केमिया की जांच के लिए अनुमति नहीं देती है छवि कलाकृतियों10का कारण होगा ।
कोरोनरी हस्तक्षेपों में मां और बच्चे कैथेटर की भूमिका अच्छी तरह से स्थापित किया गया है, लेकिन उनके उपयोग के संवहनी बिस्तरों में प्रत्यारोपण देने के लिए पहले5,6वर्णित नहीं किया गया है । परक्यूटेनेस इंप्लांट डिलीवरी के दो सबसे चुनौतीपूर्ण पहलुओं में एक सटीक कोरोनरी सेगमेंट में चयनात्मक तैनाती और प्रतिगामी प्रवासन की रोकथाम शामिल है । एंजियोप्लास्टी गुब्बारे पर डिवाइस को तैनात करने का प्रयास प्रभावी नहीं था क्योंकि गुब्बारे संकुचन के बाद जहाज में प्रत्यारोपण को समीपस्थ रूप से खींचा जा सकता था । कई कारणों से, मां और बच्चे कैथेटर गुब्बारा वापसी के दौरान जगह में प्रत्यारोपण फिक्सिंग के लिए एक मूल्यवान उपकरण साबित हुआ । मां और बच्चे कैथेटर कोरोनरी गाइड कैथेटर में आसानी से फिट और उनके आकार हमारे हस्तक्षेप के लिए आदर्श था । वे थोड़ा हवा निकाल कोरोनरी गुब्बारे से बड़े थे, हमें प्रत्यारोपण कतरनी के लिए और प्रत्यारोपण के प्रतिगामी प्रवास को रोकने के रूप में गुब्बारा वापस ले लिया गया था की अनुमति । मां और बच्चे कैथेटर द्वारा प्रदान की गई सहायता प्रत्यारोपण को गहराई से पोत lumen के लिए मजबूत अपोजिशन के साथ कोरोनरी धमनी में बैठे सक्षम । इसके अतिरिक्त, मां और बच्चे कैथेटर की नोक पर रेडियोपाक मार्कर ने कैथेटर को प्रत्यारोपण के लिए सिर्फ समीपस्थ स्थिति में मदद की, जैसा कि डिलीवरी गुब्बारे पर मार्कर द्वारा पहचाना गया है। हालांकि तकनीक ज्यादातर प्रभावी थी, एक विषय में प्रत्यारोपण वितरण के बाद मामूली डिस्टल माइग्रेशन था । यह कोरोनरी वासोस्पासम और परिणामी वासोडिलेशन के लिए इंट्राकोरोनरी नाइट्रोगेसरीन के इंजेक्शन के कारण हो सकता है जिससे प्रत्यारोपण का डिस्टल माइग्रेशन होता है। गाइडलाइनर कैथेटर को उपयोग के परिचित होने के कारण चुना गया था, लेकिन कई अन्य समान उपकरण हैं जिनका संभवतः इसकी जगह में उपयोग किया जा सकता है। गाइडजिला गाइड एक्सटेंशन कैथेटर (बोस्टन साइंटिफिक, मार्लबरो, मैसाचुसेट्स, यूएसए) भी 6F आकार में उपलब्ध है और गाइडलाइनर के समान संरचना है। एक गुइडियॉन रैपिड एक्सचेंज गाइड एक्सटेंशन कैथेटर (इंटरवेंशनल मेडिकल डिवाइस सॉल्यूशंस, रोडन, नीदरलैंड) भी है जो 5-8F आकार में आता है और गाइडलाइनर कैथेटर के स्थान पर भी संभावित रूप से उपयोग किया जा सकता है।
हमारी तैनाती तकनीक एक कम प्रक्रियात्मक विफलता दर के साथ सूअर में कुशलतापूर्वक और मानवीय प्रदर्शन किया जा सकता है । हमारे प्रारंभिक अध्ययन में प्रक्रियात्मक विफलता दर 18% थी । तकनीक से जुड़ा एक सीखने की अवस्था थी क्योंकि हमने अपने हस्तक्षेपों को सुव्यवस्थित किया था। हालांकि, सीखने की अवस्था के बावजूद, सभी पशु विषयों प्रारंभिक प्रत्यारोपण तैनाती हस्तक्षेप बच गया । बनाए गए घाव फोकल थे और संकीर्ण गंभीरता में थे, लेकिन वे ऑक्सीलेज़ नहीं थे। ये स्टेनोज एंजियोग्राफिक रूप से महत्वपूर्ण थे और तनाव परफ्यूजन एमआरआई के दौरान प्रेरक परफ्यूजन दोष ों का उत्पादन किया गया था। चित्रा 6 बालक के लिए सफल प्रत्यारोपण तैनाती के बाद एमआरआई पर देखा एक फोकल perfusion दोष का एक उदाहरण है । हम infarction के बजाय इस्केमिया बनाने के उद्देश्य से । चित्रा 8 मायोकार्डियल ऊतक के हिस्टोपैथोलॉजी विश्लेषण का एक उदाहरण दिखाता है, जो इंफेक्शन का कोई सबूत नहीं दिखाता है। विधि मानव कोरोनरी एंजियोप्लास्टी उपकरण पर निर्भर करती है, और मनुष्यों के लिए सूअर कोरोनरी आकार में समानता। 3 डी मुद्रित प्रत्यारोपण का बाहरी व्यास मार्गदर्शक कैथेटर के आंतरिक व्यास और मां और बच्चे कैथेटर के भीतरी व्यास पर आधारित था। स्टेनोसिस का न्यूनतम चमकदार व्यास हवा निकाल कोरोनरी गुब्बारे के आकार पर आधारित था। असतत स्टेनोसिस की अंतिम प्रवाह-सीमित गंभीरता आंतरिक व्यास और प्रत्यारोपण की लंबाई पर आधारित है। हालांकि एंजियोग्राफिक प्रवाह आराम संरक्षित किया गया था, अधिकतम कोरोनरी रक्त प्रवाह कम हो गया था, के रूप में एमआरआई perfusion स्कैन का सबूत है । भविष्य के काम एक दबाव तार और आंशिक प्रवाह रिजर्व या तात्कालिक प्रवाह रिजर्व के माप के साथ गुब्बारा वितरण तार की जगह पर ध्यान दिया जाएगा । इसी तरह, डाउनस्ट्रीम माइक्रोवैस्कुलर इंजरी को माइक्रोस्फीयर के स्थानीय इंजेक्शन द्वारा या तो डिलीवरी बैलून या मदर-एंड-चाइल्ड कैथेटर के माध्यम से उत्पादित किया जा सकता है।
एक बंद छाती सूअर मॉडल में हमारी कम प्रक्रियात्मक विफलता दर भविष्य के कार्यान्वयन के लिए वादा दिखाता है । क्योंकि पूर्ण कुल ऑक्सीलेशन नहीं किया गया था, मायोकार्डियल इंफेक्शन से बचा गया था, और हो सकता है कि घातक अतालता की कम दर में योगदान दिया हो। हमारे अध्ययन में केवल 1 विषय वेंट्रिकुलर फिब्रिलेशन विकसित किया। अनुकूलन की प्रारंभिक अवधि के बाद, हमने प्रक्रियात्मक समय को प्रति मामले लगभग 30 00 तक कम कर दिया।
संक्षेप में, हमारे परिणाम 3 डी मुद्रित कोरोनरी प्रत्यारोपण की तैनाती के लिए एक उपन्यास तकनीक प्रदर्शित करते हैं और असतत फोकल कोरोनरी स्टेनोसिस के बंद छाती सूअर मॉडल बनाने की व्यवहार्यता दिखाते हैं। इस न्यूनतम आक्रामक तकनीक का उपयोग इस्कीमिक हृदय रोग में नई नैदानिक इमेजिंग तकनीकों के परीक्षण और विकास के लिए किया जा सकता है। हमने स्ट्रेस कार्डियक परफ्यूजन एमआरआई का इस्तेमाल किया, लेकिन अन्य तौर-तरीकों में न्यूक्लियर इमेजिंग, अल्ट्रासाउंड और गणना टोमोग्राफी शामिल हो सकती है । हालांकि यह मॉडल तुरंत इस्कीमिक हृदय रोग पर लागू होता है, मामूली संशोधनों के साथ, तकनीक को अन्य ऑक्सीलेटिव वैस्कुलर रोग राज्यों के लिए नियोजित किया जा सकता है।
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Disclosures
लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
हम यूसीएलए ट्रांसलेशनल रिसर्च इमेजिंग सेंटर और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स, सीए, यूएसए में प्रयोगशाला पशु चिकित्सा विभाग में स्टाफ के सदस्यों को उनकी सहायता के लिए धन्यवाद देते हैं। इस काम को यूसीएलए में डेविड गेफेन स्कूल ऑफ मेडिसिन में रेडियोलॉजी और मेडिसिन विभाग द्वारा भाग में समर्थित किया जाता है, अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन (18TPA34170049), और नैदानिक विज्ञान अनुसंधान, दिग्गजों स्वास्थ्य प्रशासन की विकास परिषद (द्वारा VA-मेरिट 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
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