ブタ大動脈弁をパルスデュプリケーターに取り付けて、その流体力学的特性をテストする方法を紹介します。この方法は、大型動物モデルで使用する前に、実験手順または新しい医療機器を適用した後の流体力学の変化を決定するために使用できます。
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ブタ大動脈弁をパルスデュプリケーターに取り付けて、その流体力学的特性をテストする方法を紹介します。この方法は、大型動物モデルで使用する前に、実験手順または新しい医療機器を適用した後の流体力学の変化を決定するために使用できます。
動物モデルで使用する前に、新しい心臓手術や治験医療機器をテストするための選択肢は限られています。本研究では、ブタ大動脈弁をパルスデュプリケーターに取り付け、その流体力学的特性を評価する方法を提示する。これらの特性は、調査中の手順が実行される前と後に評価され、および/または調査医療機器が適用される前に評価できます。流入セグメントの固定は、左心室流出路に円周方向心筋がないため、いくらか困難を呈する。この方法は、僧帽弁の前尖を使用して流入セグメントを固定し、流入固定具の周囲に左心室の自由壁を縫合することで、この問題に対処します。流出セグメントは、大動脈弓の上側の切開部にフィクスチャーを挿入するだけで固定されます。その結果、標本は組織固定前後で流体力学的特性が大きく異なることがわかった。この発見により、試験では新鮮な試験片を使用することになり、この方法を使用する際には考慮する必要があります。本研究では、この方法を用いて、装着されたブタ大動脈弁に大動脈弁の新尖弁形成術(尾崎法)を行うことにより、弁膜位置で使用するための新しい心臓内パッチ材料を試験しました。これらのバルブは、ネイティブバルブと比較して流体力学的特性の変化を評価するために、手順の前後にテストされました。ここでは、実験的な大動脈弁手順の流体力学的テストのためのプラットフォームを報告します ネイティブ弁との比較、および調査中の手順に使用されるさまざまなデバイスと技術間の比較を可能にします。
大動脈弁疾患、特に大動脈弁狭窄症は公衆衛生上の大きな負担であり、世界中で900万人が罹患しています1。この疾患に対処するための戦略は現在進化しており、大動脈弁修復術や大動脈弁置換術などがあります。特に小児集団では、現在利用可能なプロテーゼは構造弁変性(SVD)を起こしやすく、成長耐性がなく、患者の成長に合わせて再置換のための再手術が必要になるため、弁を交換するのではなく修復する大きなインセンティブがあります。罹患した大動脈弁(AV)を生来の肺動脈弁(PV)に置き換えるロス手術でさえ、肺の位置にプロテーゼまたは移植片を必要としますが、これもSVDの対象となり、多くの場合、成長耐性が制限されます2。大動脈弁疾患に対する新しいアプローチが開発されており、大動物モデルに適用する前に、生物学的に関連性のある状況でテストする必要があります。
私たちは、新しい医療機器の治験手順または適用の前後の弁の機能に関する洞察を提供できるブタAVをテストする方法を開発しました。市販のパルス複写機にブタAVを搭載することで、逆流率(RF)、有効オリフィス面積(EOA)、平均陽圧差(PPD)など、人工弁の調査と最終的な承認に一般的に使用される流体力学的特性を比較することができます3,4.この介入....
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すべての研究は、動物の世話に関する施設のガイドラインに準拠して行われました。
1. 実験の検討と準備
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パルスデュプリケーターから収集される代表的なデータには、逆流率(RF)、有効オリフィス面積(EOA)、および平均陽圧差(PPD)が含まれます。特にRFとEOAは、人工弁のISO規格(ISO 5840)で使用されており、補綴弁製品が調査中の場合は収集が重要になります。PPDは、弁を開くのに必要な圧力に関する情報を提供し、補綴弁の交換について議論する際に一般的に参照されます3,4。この実験で利用されたHDTi-6000パルスデュプリケーター(BDC Laboratories、Wheat Ridge、CO)は、必要に応じて、閉鎖量、漏れ量、総逆流量、総順方向流量、収縮期持続時間、最大陽圧差、平均順方向流量など、他の値を収集できます。
正しく実施された実験における天然大動脈弁(n = 20)の流体力学的試験(RF、EOA、およびPPD)の値を表1に示します。得られた値は、平均RFが5.74%12
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ここで紹介する方法は、実験手順や新しい医療機器の効果を調べるために、AVの流体力学的試験のためのプラットフォームを提供します。ネイティブ大動脈弁をパルスデュプリケーターマシンに取り付けることで、新しい人工弁(ISO 5840)の調査と承認に使用されるすべての流体力学的パラメータに対する実験手順の効果を判断することができます。これにより、大型動物モデルで使用する前に手順やプロテーゼを微調整することができます。
流入セグメントの固定は、左心室流出路に円周方向心筋がないため、いくらか困難を呈する。この方法は、僧帽弁の前尖を使用して流入セグメントを固定し、流入固定具の周りの左心室自由壁を縫合し、心室カフに追加の結束バンドを適用することで、その問題に対処します。他の同様の方法は、ポリエチレンテレフタレート(ダクロン)チューブをLVOT15,16に縫合するか、またはAV環17,18の.......
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著者らは、開示すべき関連する金銭的利益相反を有していない。
Julie Van Hassel氏、Mohamed Diane氏、Panpan Chen氏を含むGordana Vunjak-Novakovic博士の研究室には、実験で得られた心尿組織の使用を許可していただき、感謝いたします。この研究は、ニュージャージー州バトラーの先天性心疾患連合とメリーランド州ベセスダの国立衛生研究所(5T32HL007854-27)の支援を受けました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 3Dプリンター | Ultimaker | Ultimaker S5 | 流体力学試験用のカスタムフィクスチャの印刷に使用 |
| Crile-Wood ニードルドライバー | エメラルドインスツルメンツ | 2.0638.15 | 心室の縫合に使用 |
| Debakey鉗子 | Jarit | 320-110 | 解剖およびサンプル調製に使用(アシスタントと一緒に作業する場合は複数使用できます) |
| エタノール200プルーフ | Decon Labs Inc. | DSP-MD.43 | 固定組織保存に使用 |
| ホルマリン 10% | Epredia | 5701 | 組織固定に使用 |
| ジェラルド鉗子 | Jarit | 285-126 | 解剖およびサンプル調製に使用 |
| ガラス瓶 | QAPPDA | B07QCP54Z3 | 組織保存に使用 |
| グルタルアルデヒド 25% | 電子顕微鏡科学 | 16400 | 組織に使用固定 |
| HEPES 1 M 緩衝液 | フィッシャー | BP299-100 | グルタルアルデヒド 0.6% |
| メイヨー はさみ | Jarit | 099-200 | 縫合糸の切断に使用 |
| Metzenbaum はさみ | Jarit | 099-262 | 解剖およびサンプル調製に使用 |
| Oリング | スターリングシール &サプライ株式会社 | AS568-117 | 3Dプリントされたフィクスチャの端のガスケットとして使用 |
| ポリ乳酸樹脂 | Ultimaker | 1609 | 3Dプリントフィクスチャに使用 |
| ポリプロプレン縫合糸 | Covidien | VP-762-X | 心室、テーパー針の縫合に使用 |
| パルスデュプリケーター | BDCラボラトリ | HDTi-6000 | 流体力学試験に使用 |
| シルクタイ | Covidien | S-193 | 冠動脈の結紮に使用 |
| 扁桃腺クランプ | Aesculap | BH957R | 冠動脈解離に使用 |
| 結束バンド (6インチ) | Advanced Cable Ties, Inc. | AL-06-18-9-C | サンプルを固定具に固定するために使用、長さ 157.14 mm (6 インチ)、幅 2.5 mm |
| 結束バンド (8 インチ) | GTSE | GTSE-20025B.1000 | サンプルを固定具に固定するために使用、長さ 203 mm (8 インチ)、幅 2.5 mm |
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