Summary
Biz iskemik kalp hastalığı kapalı göğüs domuz modelleri oluşturmak için üç boyutlu baskılı koroner implantlar perkütan teslim için yeni, uygun maliyetli ve verimli bir teknik açıklar. İmplantlar yüksek başarı oranına sahip bir anne-çocuk uzatma kateteri kullanılarak yerinde sabitlendi.
Abstract
Büyük hayvanlarda fokal koroner daralma modelleri oluşturmak için minimal invaziv yöntemler zordur. Üç boyutlu (3D) baskılı koroner implantlar kullanılarak hızlı prototipleme perkütan bir fokal koroner darlık oluşturmak için kullanılabilir. Ancak, yardımcı ekipman kullanılmadan implantların güvenilir bir şekilde teslim edilmesi zor olabilir. İmplantın stabilizasyonu ve 3D baskılı implantın koroner damar uzunluğu boyunca istenilen herhangi bir yere etkili bir şekilde ulaştırılması için anne-çocuk koroner kılavuz kateter kullanımını açıklıyoruz. Fokal koroner daralma koroner sinegoriyografi altında doğrulandı ve koroner stenozun fonksiyonel önemi gadolinyum-enhanced first-pass kardiyak perfüzyon MRG ile değerlendirildi. İskemik kalp hastalığının domuz modellerinde (n = 11) 3Boyutlu baskılı koroner implantların güvenilir bir şekilde doğumunun anne-çocuk koroner kılavuz kateterlerin yeniden ortaya çıkarılması yla sağlanabileceğini gösterdik. Tekniğimiz, fokal koroner arter darlığı kapalı göğüs domuz modelleri oluşturmak için koroner implantların perkütan doğum basitleştirir ve hızlı bir şekilde yapılabilir, düşük bir prosedür başarısızlık oranı ile.
Introduction
İskemik kalp hastalığı ABD'de ölüm bir numaralı nedeni olmaya devam ediyor1. Büyük hayvan modelleri deneysel olarak koroner arter hastalığı (CAD) ve ilişkili komplikasyonları (miyokard enfarktüsü, aritmik olaylar ve kalp yetmezliği dahil) yönlendiren mekanizmaları anlamak ve karakterize etmek için, yeni terapötik veya tanı yöntemleritest etmek için kullanılmıştır. Bu çalışmalardan elde edilen sonuçlar, iskemik kalp hastalığının anlaşılmasını, tanısını ve izlenmesini genişletmeye ve klinik pratiği ilerletmeye yardımcı oldu2. Tavşan, köpek ve domuz gibi birçok hayvan modeli kullanılmıştır. Ancak, koroner stenoses, özellikle ayrık lezyonlar, bu hayvanlarda çok nadir görülür ve tekrarı 3 nedenzordur. Önceki çalışma da ligasyon, oklüzif veya dış kelepçeler kullanılarak yapay koroner stenoses oluşturulması açıklanmıştır. Son zamanlarda, perkütan 4 ayrık yapay koronerdaralmaoluşturmak için kullanılabilecek koroner implantlar üretmek için 3D baskı teknolojisi nin nasıl kullanılacağını anlattı. Bilgisayar destekli tasarım yazılımı kullanarak, koroner arter implantlarını iç ve dış çaplarının yanı sıra implant uzunluğuna sahip içi boş tüpler olarak tasarladık ve daha sonra bunları ticari olarak mevcut katkı maddeleri kullanılarak imal ettik. İmplantlar pürüzsüz, içi boş, yuvarlak kenarlı 3D baskılı tüplerdir. Biz iç çapı, dış çapı ve uzunluğu bir dizi implant boyutları bir kütüphane tasarladı. İmplantın dış çapı koroner kılavuz kateterin büyüklüğüne bağlıdır. İç çapı sönmüş koroner anjiyoplasti balon büyüklüğüne bağlıdır. Perfüzyonun istenilen şiddetini uyarlamak için implantın uzunluğunu çeşitlendirdik. Ancak, bu tür cihazların güvenli perkütan teslimat ı, büyük hayvan kullanımı için özel olarak üretilen kablo ve kateter lerin olmaması nedeniyle zor olabilir. Buna karşılık, kateterler geniş bir koleksiyon, teller, ve destekleyici ekipman insan koroner arterlerde klinik kullanım için kullanılabilir. Bu çalışmada, 3Boyutlu baskılı koroner implantların teslimi için klinik sınıf anne-çocuk koroner kılavuz kateterin nasıl değiştirilebildiğini gösteriyoruz.
GuideLiner kateteri (Şekil 1A) perkütan koroner girişim (PCI) için derin kateter oturma ve kompleks olgular için artan destek sağlamak için geliştirilmiştir5. Araştırmamızda, GuideLiner kateteri kullanım ve kullanılabilirlik aşinalığı nedeniyle seçilmiştir, ancak mevcut olduğu durumlarda benzer kateterler de düşünülebilir. "Anne-çocuk" kılavuz kateter(Şekil 1B)olarak kabul edilen cihaz, tipik bir koroner kılavuz kateterin içine ("anne") sığar ve koaksiyel esnek bir tüp ("çocuk"). Bu kateter bir kılavuz tel üzerine takılabilir ve koroner kılavuzun sonuna kadar uzanarak tipik bir koroner kılavuz kateterin erişimini etkili bir şekilde uzatür. GuideLiner veya benzer bir anne-çocuk kateter 3D baskılı koroner implantların dağıtımı için ek destek olarak kullanılabilir. İmplantlar anjiyoplasti balonlarının üzerine monte edilebildiği için damariçine koroner bir tel inmesi için bir ünite olarak yerleştirilir(Şekil 1B,1C),kateter implantı istenilen bölgeye ulaştırmak için ek destek sunar. Anne-çocuk kateterini balona sadece proksimal olarak yerleştirerek, balon deflasyon ve geri çekilme sırasında implant istenilen yerde kalır. Yapısında biraz sıkılığa sahip olmasına rağmen, anne-ve-çocuk kateterinin bir kılavuz tel üzerinde koroner arterlerin derinliklerine inebilme özelliği ve kateter ucundaki radyoopak belirteç implantasyon için temel özelliklerdi.
Monte edilmiş teslimat cihazlarımız tipik bir koroner kılavuz kateter, anne-çocuk kateteri ve sönmüş koroner anjiyoplasti balonuna sabitlenmiş 3Boyutlu baskılı implanttan oluşuyordu (Şekil 1B). Fonksiyonel bir dağıtım ünitesi olarak anne-çocuk kateteri sadece ekipmanın teslimi için istikrarlı bir ek destek sağlamakla kalmamış, aynı zamanda balonun deflasyon ve çıkarılması sırasında implantları yerinde tutmak için bir kesme cihazı olarak da benzersiz bir şekilde uygulanmıştır. Kateter ucundaki radyoopak marker, monte edilen aparat için bir konumlandırma kılavuzu olarak görev yaptı ve anjiyoplasti balonuna yakın bir konumda dır. Bu özellikler, akış sınırlayıcı implantların hassas bir şekilde dağıtılmasına olanak sağlar. Bu süreç, hayvan denekleri için tekrarlanabilir, verimli ve insancıl olacak şekilde tasarlanmıştır.
Uygulamamızda kontrastlı stres kardiyak perfüzyon manyetik rezonans görüntülemenin (MRG) değerlendirilmesinde fokal koroner darlığı olan domuz modelleri oluşturmak için anne-çocuk perkütan doğum tekniği kullanılmıştır. Ancak bu teknik, koroner damarların dışındaki vasküler sistemler de dahil olmak üzere diğer araştırmalarda da kullanılabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Deneyleri Hayvan Refahı Yasası, Ulusal Sağlık Enstitüleri ve Amerikan Kalp Araştırma Derneği'nin yönergelerine göre gerçekleştirdik. Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitemiz hayvan çalışma protokolünü onayladı.
1. 3D baskılı koroner stenoz implantlarının preusul ekiprepreprepre
- Cımbız kullanarak, trombüs oluşumunu önlemek ve 24 saat kuru hava izin vermek için% 25 heparin çözeltisi baskılı implantlar daldırma.
2. Hayvan deneklerin usule hazırlık öncesi
- Erkek Yorkshire domuz (SNS Çiftlikleri, 30-45 kg) deney tarihinden 1 hafta önce kuruma varMak ve onları alışmak için izin var.
- İşlemden bir gün önce gece yarısından sonra bir oruç durumda domuz tutun.
3. Prosedürel anestezi
- İntramüsküler ketamin (10 mg/kg) ve intravenöz midazolam (1 mg/kg) ile domuz yatıştırıcı.
- Hayvanları oksijen-isofluran (%1-2) ile havalandırın Karışımı.
- Hayvan denek uyuşturulduktan sonra endotrakeal entübasyon yapın.
- İntravenöz (IV) rükuronyum (2.5 mg/kg/sa) aşındırın ve diyafragmatik immobilizasyon sağlamak için gerektiğinde ek bolus (her 20-30 dakikada 1-3 mg/kg IV) verin.
- Uyanış, hareketler, hayati belirtilerde geniş dalgalanma ve deney süresince diğer sıkıntı veya rahatsızlık belirtilerini kontrol ederek işlem boyunca cerrahi bir anestezi düzlemini koruyun. Domuzu anestezi altında yaklaşık 6 saat boyunca izledik.
4. Vasküler erişim
- Seldinger tekniğini kullanarak, arteriyel ve venöz kılıfları bilateral femoral arterlere ve deneklerin damarlarına yerleştirin.
- Tüm kateter bağlantı noktalarını heparinize normal tuzlu ile sürekli olarak temizler.
5. Preprocedural ilaç yönetimi
- Amiodaron intramüsküler (1.5 mg/kg), lidokain intravenöz (2 mg/kg) ve esmolol intravenöz (1 mg/kg) aritmiye karşı profilaksi için gerekli olan esmolol uygulayın. Ventriküler ritimleri bastırmak ve kalp hızı yanıtını kontrol etmek için deney boyunca gerektiği gibi amiodaron, lidokain ve esmolol tekrar dozajlar verin.
- Vasküler erişim sağlandıktan sonra, aktive pıhtılaşma süresini (ACT) >300 s. Deney süresince her saat başı ACT'yi kontrol etmek ve ACT hedefini korumak için gerektiğinde ek intravenöz heparin vermek için heparin (5.000-10.000 ünite) uygulayın.
6. Hemodinamik izleme
- Tüm deneysel dönemde ST segmenti, T dalgaları ve kalp hızındaki değişiklikleri kaydetmek için tek bir lateral elektrokardiyografi (EKG) göğüs kurşunu kullanın.
- Prosedür boyunca sürekli femoral arteriyel basınç kaydetmek için bir basınç transdüser kullanın.
- Sürekli nabız oksimetri kayıtları için hayvanın kulağına veya dudağına bir darbe oksimetresi takın.
7. İmplant dağıtım ekipmanlarının hazırlanması
- Koroner anjiyografi gerçekleştirmeden önce, istenilen boyutta ki anne-çocuk kateterinden sönmüş bir NC Trek over-the-wire koroner balon yerleştirin, bu şekilde balon ucu kateterin ucunun ötesine uzanır.
- 3D baskılı implantı sönmüş anjiyoplasti balonuna monte edin, öyle ki implant balonun belirteçleri arasına yerleştirilir ve proksimal belirteç lere yakındır(Şekil 1B).
- İmplantı balona sabitlemek için balonu 2-3 atm'ye insufflator ile şişirin. İmplantın balonun proksimal yarısına daha yakın yerleştirildiğinden doğrulayın, böylece çıkarılmaya hazır olduğunda anne-çocuk kateterine en yakın olacaktır(Şekil 1B).
8. Koroner anjiyografi ve koroner implantın yerleştirilmesi
- Floroskopik C kolunu anteroposterior (AP) projeksiyonuna yerleştirin.
- Bir kontrol valfi (Bkz. Malzeme Tablosu)sol veya sağ koroner kılavuz kateterine (Bkz. Malzeme Tablosu).
- Sağ femoral arter kılıfı ile J uçlu tel üzerinde kılavuz kateter tanıtın ve floroskopik rehberlik altında, aort köküne kateter ilerlemek.
- Seçici (veya nonselektif) sol ana koroner arter içine kateter meşgul (LMCA) ve sol koroner sistemi görselleştirmek için floroskopi altında iyotlu kontrast 5 mL enjekte.
- Kılavuz kateteri ikinci anjiyogram için LMCA'ya doğru yerleştirin(Şekil 2). Koroner arter nişan zor kanıtlıyorsa, domuz kısa aort kemer kısmen nedeniyle, onlar damarların yeterli görselleştirme sağlamak sürece non-selektif anjiyogramlar gerçekleştirmeyi düşünün.
- Bir kez içinde meşgul, ya da LMCA yakın konumlandırılmış, floroskopi altında, bir 0.014 ilerlemek ", 300 cm koroner tel (Malzeme Tablosubakınız) LMCA içine ve daha distal sol anterior inen arter tel ilerler (LAD) veya sol circumflex koroner arter (LCX) istenirse(Şekil 3).
- Floroskopik kılavuz altında, önceden monte edilmiş anne-çocuk kateterini şişirilmiş koroner anjiyoplasti balonu ile takın ve koroner tel in üzerine implant yerleştirin ve koroner damar boyunca istenilen yere ilerleyin. Koroner implantın devreye salınması gereken istenilen yerde ayrı bir daralma görselleştirmek için 5 mL iyotlu kontrast enjekte edin(Şekil 4).
- İmplant yerleştirildikten sonra anne ve çocuk kateterini şişirilmiş balonun proksimal belirtecine iletin.
- Balonu söndürün ve anne-çocuk kateterinden geçirin. Bu işlem, anne-çocuk kateterin geri çekilirken implantı balondan kesmesine olanak tanır ve implantın geminin belirlenen segmentindeki konumunu düzeltir.
- Balonu, anne-çocuk kateterini ve koroner teli çıkarın.
- Damar içindeki yeni suni stenozun yerini belgelemek için son anjiyogramları yapın. Mümkün olduğunda, stenoz şiddetinin görsel tahminini elde etmek için iki ortogonal görünümde anjiyogram yapılmalıdır. Son anjiyografi(Şekil 5)proksimal kapta anne-çocuk kateterinin subselektif konumlandırması ile de yapılabilir, bu da minimal kontrastile mükemmel opasifikasyon sağlar.
- 2 mL/sn oranında enjekte edilen gadobutrol (0.1 mM/kg) kullanarak kardiyak stres perfüzyon MRG'si için hayvanı derhal MR paketine aktarın.
NOT: Kullanılan stres maddesi 300 g/kg/dk'da 4 dk adenozin infüzyonu idi. Görüntüleme protokolü 1) cine görüntüleme (görüş alanı [FOV] = 292 x 360 mm, matris boyutu = 102 x 126, tekrarlama süresi [TR] = 5,22 ms, yankı süresi [TE] = 2,48 ms, dilim kalınlığı = 6 mm, piksel bant genişliği = 450 Hz, çevirme açısı = 12°); 2) ilk geçiş perfüzyonu istirahatte ve en yüksek adenozin vazodilatör stresinde şımarık bir degrade yankı dizisi (FOV = 320 x 320 mm, matris boyutu = 130 x 130, TR = 2,5 ms, TE = 1,1 ms, dilim kalınlığı = 10 mm, piksel bant genişliği = 650 Hz, flip angle = 12°; ve 3) Geç gadolinyum geliştirme görüntüleme bir EKG kapılı, segmentli, bozulmuş gradyan-eko faz-duyarlı-inversiyon-kurtarma dizisi (FOV = 225 x 340 mm, matris boyutu = 131 x 175 mm, TR = 5.2 ms, TE = 1.96 ms, dilim kalınlığı = 8 mm, inversiyon süresi (TI) = pocard, myocard için nulld ixel bant genişliği = 465 Hz, çevirme açısı = 20°). Şekil 6'daaçıklayıcı bir ilk geçiş perfüzyon görüntüsü gösterilmiştir. - MRI protokolü tamamlandıktan sonra, sodyum pentobarbital (100 mg/kg) infüzyonu ile domuz ötenazi.
- Lateral torakotomi yapın, kalbi boşaltın ve koroner damarları ortaya çıkarmak için ekstrem vivo kalbi inceleyin. İmplantın diyagonal dallar (LAD bölgesi) veya kalın marjinal dallarla (LCX bölgesi) ilişki içinde bulunduğu yere dikkat edin ve implantları geri alın.
- Körve kavisli Metzenbaum makaskullanarak koroner damarı açın ve damarı brüt yaralanma için inceleyin (Bkz. Şekil 7). Miyokard enfarktüsü hariç olmak için brüt patoloji ve triphenyltetrazolium klorür ile leke için kalp dokusunu fotoğraflayın (Bkz. Şekil 8).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
İşlemin ilk optimizasyonundan sonra müdahale bileşeni 30 dakika içinde tamamlanmıştır. İmplantlar 11 denekte (%100) başarıyla teslim edildi. İmplant otopside 11 denekte (%100) alındı. Diyagonal dalları (LAD boyunca) veya kalın marjinal dalları (LCX boyunca) konumsal belirteçler olarak kullanarak, implantın floroskopik güdümlü dağıtımda ve otopside 11'in 10'unda tutarlı konumunu bulduk (%91) implantın geri alınabildiği konular. Bir konuda, koroner spazm için intrakoroner nitrogliserin enjeksiyonu ile indüklenen vazodilatasyon ile ilişkili olabilir implant, hafif distal göç vardı. İncelenen 11 deneden 9'u tüm kateterizasyon için hayatta kaldı ve MR Protokolünü tamamlayarak %82'lik bir prosedür başarı oranı elde etti. İmplantlar yerleştirildikten sonra iki denek öldü. İlk denek, implantın dağıtımından hemen sonra MRI süitinde ventriküler fibrilasyon gelişti. İkincisi, deneyin ortasında hipotansiyon ayarında MRI tarayıcısında öldü. Diseksiyon sırasında implantlarda trombüs veya damarlarda yapısal yaralanma nın diğer belirtileri yoktu. Yüksek sağkalım oranı (2 ölüm, 9 11 hayatta) etkili bir anti-aritmik profilaksi rejimi önemini vurgulamaktadır. Stres kardiyak perfüzyon MRG'nin açıklayıcı bir örneği Şekil 6'daverilmiştir. Ayrıntılı implant tasarımı ve MRI doğrulamasının tam sonuçları ayrıca bildirilecektir.
Şekil 1: Kateter tasarımı ve monte li koroner implant ile monte edilmiş aparat. (A) Anne-çocuk kateter bileşenlerinin diyagramı6. (B) Kılavuz kateterin içinden çıkıntı yapan kateterin önde gelen kafasına monte edilen ve sabitlenen 3D baskılı implantla şişirilmiş koroner balonu gösteren monte edilmiş cihaz. (C) 3D baskılı implantın büyütülmüş bir görüntüsü anjiyoplasti balonunun üzerine monte edilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Anteroposterior projeksiyonda koroner anjiyogram sol ana koroner arter sisteminin selektif kontrast geliştirmesini göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Anteroposterior projeksiyonda koroner anjiyogram sol anterior inen arterde 0.014" 300 cm koroner tel gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Anteroposterior projeksiyonda koroner anjiyogram. Soldaki görüntü, sol anterior inen arterin orta ve distal segmentinde şişirilmiş koroner balon ve implant ile birleştirilmiş anne-çocuk kateter gösterir. Koroner damar içinde monte cihaz daha yüksek büyütme sağ panelde gösterilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: Anteroposterior anjiyogram. Soldaki görüntü, implantın yerleştirildikten sonra sol ön ön alçalan distal arterde fokal darlığı gösterir. İmplant tarafından indüklenen ayrık koroner daralmanın daha yüksek bir büyütme sağ panelde gösterilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 6: Pretokmal sol anterior inen arterde proksimal olarak yerleştirilen koroner implantın stres kardiyak perfüzyon manyetik rezonans görüntüleri. Istirahatte görüntüler (üst panel) ve pik adenozin vazodilatör stres (alt panel) sol anterior inen arter tarafından subtended segmentlerde indüklanabilir perfüzyon defektleri göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 7: Otopsi görüntüleri. (A) Distal sol anterior implant, azalan arter. (B) Koroner damarda ağır yaralanma olmaması. (C) Trombüssüz implant. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 8: Domuz miyokard dokusunun histopatolojisi. (A) Brüt patoloji ve (B) bir konuda tripenyltetrazolium klorür lekeleri miyokard doku enfarktüsü bulgusu göstermedi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu çalışmada, koroner darlığı indükleyen implantlar için yeni bir perkütan dağıtım stratejisi üzerinde duruldu ve bir anne-çocuk kateter 3D baskılı koroner implantların etkili perkütan teslimat için repurposed olabileceğini gösterdi. Değişken şiddetteki ayrık yapay koroner stenoses hızlı bir şekilde domuz modellerinde yüksek başarı oranı ile ve minimal invaziv bir şekilde standart insan perkütan koroner girişimsel teknikler ve ekipman kullanılarak oluşturulabilir. Bu implantların akut ortamda güvenli olduğu gösterilmiştir ve vazodilator stres kardiyak MRG sırasında strese bağlı perfüzyon defektleri ile ilişkili şiddetli anjiyografik stenoses oluşturmada da etkili olduğu gösterilmiştir. Açık göğüs teknikleri ile karşılaştırıldığında, darlık indükleyen implantların perkütan doğum daha az invaziv ve daha insancıl.
Büyük hayvan modellerinde akış azaltma oluşturmak için şu anda mevcut birkaç diğer minimal invaziv teknikler vardır. 3D baskılı koroner implantlar, 3D baskılı implantlar tarafından indüklenen stenoses tamamen damar tıkanıklığı olmadığı için balon tıkanıklığı ve bobin tıkanıklığı temelde farklıdır. Bu enfarktüs yerine strese bağlı iskemi modelleme sağlayan önemli bir fark7,8. Rissanen ve ark.9, domuz modellerinde politetrafloroetilen boruya sarılmış koroner stent kullanarak akış sınırlayıcı, obstrüktif olmayan stenoses oluşturan perkütan bir tekniği tanımlar. Boru çeşitli derecelerde luminal daralma oluşturmak için iğne ve ısı istihdam tarafından şekillendirilebilir. Kullandığımız implantların tasarım açısından farklılık lı olduğu ve tam doğrulama ile ayrıntılı tanımlamanın mevcut çalışmanın kapsamı dışında olduğu açıktır, bu da 3D baskılı koroner implantların tesliminde kullanılan yeni metodolojiyi tanımlamaktır. Anne-çocuk kateterinin kullanılması, implantların koroner arterlerin derinliklerine hassas bir şekilde yerleştirilmesine olanak sağladı. Diğer araştırmacılar kronik bir model araştırdı ve uzun bir süre için domuz canlı tutulan olarak çalışmalarımız arasında usul başarı karşılaştırmak zordur9. Bamberg ve ark. sol anterior inen arterde %50 ve %75'lik stenozlar oluşturmak için 3 mm stent içinde şişirilmiş balon kateterler kullanan bir yöntem tanımlanınca. Bu ikinci yöntem, oluşturulan stenoses hayvanların içinde bırakılması için gerekli kateterler bizim araştırma farklıdır. Yapay bir lezyon oluşturmak ve tüm ekipmanları kaldırmak için bir yol yoktur. Uygulanabilir iken, Bamberg yöntemi akut ayarı ötesinde iskemi soruşturma için izin vermez ve artık teller görüntü eserler neden olur10.
Koroner girişimlerde anne-çocuk kateterlerin rolü iyi tespit edilmiştir, ancak vasküler yatakiçine implantlar teslim etmek için kullanımları daha önce tarif edilmemiştir5,6. Perkütan implant dağıtımının en zorlu iki yönü arasında hassas bir koroner segmente seçici dağıtım ve retrograd göçün önlenmesi sayılabilir. Anjiyoplasti balonları üzerine cihazı yerleştirmeye çalışmak etkili olmadı çünkü implant balon deflasyonundan sonra damara yakın bir şekilde çekilebiliyordu. Çeşitli nedenlerden dolayı, anne-çocuk kateter balon çekilmesi sırasında yerinde implantlar sabitleme için değerli bir araç olduğunu kanıtladı. Anne-çocuk kateterleri koroner kılavuz kateterlerine kolayca sığar ve boyutları müdahalemiz için idealdir. Sönmüş koroner balondan biraz daha büyüktüler, bu da implantı kesmemizi ve balon çekilirken implantın geriye doğru göç etmesini önlememizi sağladı. Anne-çocuk kateterinin sağladığı destek, implantların damar lümenine güçlü bir şekilde yerleştirilerek koroner arterde derin bir şekilde oturmasını sağladı. Ayrıca, anne-çocuk kateterinucundaki radyoopak belirteç, kateterin implanta sadece proksimal olarak yerleştirilmesine yardımcı oldu, doğum balonundaki işaretçi tarafından tanımlı. Bu teknik daha etkili olmasına rağmen, bir konuda implant doğumdan sonra hafif distal göç ler vardı. Bu, koroner vazospazm için intrakoroner nitrogliserin enjeksiyonu ve implantın distal göçüne yol açan vazodilatasyon nedeniyle olabilir. GuideLiner kateteri kullanım aşinalığı nedeniyle seçilmiştir, ancak onun yerine potansiyel olarak kullanılabilecek diğer benzer cihazlar vardır. Guidezilla Kılavuzu Uzatma Catheter (Boston Scientific, Marlborough, Massachusetts, ABD) de 6F boyutu mevcuttur ve GuideLiner benzer bir yapıya sahiptir. Guidion hızlı değişim kılavuzu uzatma kateteri (Girişimsel Tıbbi Cihaz Çözümleri, Roden, Hollanda) 5-8F boyutlarında gelir ve ayrıca GuideLiner kateter yerine potansiyel olarak kullanılabilir.
Dağıtım tekniğimiz, düşük usul hata oranı ile domuzlarda verimli ve insancıl bir şekilde gerçekleştirilebilir. Ön çalışmamızda usul hatası oranı %18 idi. Müdahalelerimizi düzene sokarak teknikle ilişkili bir öğrenme eğrisi vardı. Ancak, öğrenme eğrisirağmen, tüm hayvan denekler ilk implant dağıtım müdahale atlattı. Oluşturulan lezyonlar fokal ve daralma şiddeti değişmekteydi, ancak oklüzif değildi. Bu stenozlar anjiyografik olarak anlamlıydı ve stres perfüzyon MRG'si sırasında indüklemez perfüzyon defektleri üretildi. Şekil 6, LAD'ye başarılı implant dağıtımından sonra MRG'de görülen fokal perfüzyon defektine bir örnektir. Enfarktüs yerine iskemi yaratmayı amaçladık. Şekil 8 miyokard dokusunun histopatolojik analizine bir örnek göstermiş ve enfarktüs bulgusu göstermez. Yöntem insan koroner anjiyoplasti ekipman dayanır, ve domuz koroner boyutu insanların bu benzerlik. 3D baskılı implantın dış çapı kılavuz kateterin iç çapına ve anne-çocuk kateterinin iç çapına dayanıyordu. Darsonun minimal luminal çapı sönmüş koroner balonun büyüklüğüne dayanıyordu. Ayrık darlığın son akış sınırlayıcı şiddeti implantın iç çapına ve uzunluğuna bağlıdır. Istirahat anjiyografik akış korunmuş olmasına rağmen, maksimal koroner kan akımı azaltıldı, MRG perfüzyon taramaları ile kanıtgörüldüğü gibi. Gelecekteki çalışmalar, balon dağıtım kablosunun basınç teli ile değiştirilmesi ne kadar büyük bir akış rezervi veya anlık akış rezervi ölçümü üzerinde durulacaktır. Benzer şekilde, downstream mikrovasküler yaralanma ya doğum balonu veya anne-çocuk kateter kendisi aracılığıyla mikrokürelerin yerel enjeksiyonları ile üretilebilir.
Kapalı göğüslü domuz modelindeki düşük usul hata oranımız, gelecekteki uygulama için umut vaat ediyor. Tam tam oklüzyon yapılmadığından miyokard enfarktüsü önlendi ve malign aritmilerin daha düşük oranda alınmasına neden olmuş olabilir. Çalışmamızda sadece 1 konuda ventriküler fibrilasyon gelişti. Optimizasyon ilk dönemden sonra, biz vaka başına yaklaşık 30 dakika usul süresini azalttı.
Özetle, sonuçlarımız 3D baskılı koroner implantların konuşlandırılması için yeni bir teknik göstermekte ve ayrık fokal koroner darlık kapalı göğüs domuz modeli oluşturmanın fizibilitesini göstermektedir. Bu minimal invaziv teknik iskemik kalp hastalığında yeni tanısal görüntüleme tekniklerinin test edilmesi ve geliştirilmesi için kullanılabilir. Biz stres kardiyak perfüzyon MRG kullanılan, ancak diğer yöntemler nükleer görüntüleme içerebilir, ultrason, ve bilgisayarlı tomografi. Bu model iskemik kalp hastalığı için hemen geçerli olmasına rağmen, küçük değişiklikler ile, teknik diğer oklüzif vasküler hastalık durumları için istihdam edilebilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
Biz UCLA Çeviri Araştırma Görüntüleme Merkezi ve California Üniversitesi, Los Angeles, CA, ABD Laboratuvar Hayvan Tıbbı Bölümü personeli kendi yardım için teşekkür ederiz. Bu çalışma kısmen UCLA David Geffen Tıp Fakültesi Radyoloji ve Tıp Bölümü, Amerikan Kalp Derneği (18TPA34170049) ve Klinik Bilim Araştırma, Geliştirme Konseyi Gaziler Sağlık İdaresi tarafından desteklenir ( VA-MERIT 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).
