$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Kanamayı kontrol etmek için 3B yazıcıyla üretilmiş bir platformun geliştirilmesi
Geleneksel kılavuz tel ile indüklenen AVS modelinde morbidite ve mortalitenin temel kaynağı olan perioperatif hemorajiyi önlemek amacıyla, 3 boyutlu yazıcıyla üretilmiş bir vasküler destek platformu tasarlanmıştır (Şekil 1). Platform, biyouyumlu (USP Sınıf VI / ISO 10993 uyumlu) bir fotopolimer reçine kullanılarak stereolitografi (SLA) baskı yöntemiyle 1,07 mm yapısal kalınlıkta üretilmiştir. Baskı sonrası parçalar, kürlenmemiş reçineyi temizlemek için izopropil alkol ile yıkanmış ve ultraviyole ışık altında son kürleme işlemine tabi tutulmuştur. Platformun standart SLA sistemlerinde yeniden üretilebilmesi için tasarım dosyasının tamamı (.stp) sağlanmıştır. Platform, izole edilmiş sağ ortak karotis arterinin eğimine uygun, aşırı duvar kompresyonuna neden olmayan 120° tepe açısına sahip ters V şeklinde bir apikal yüzeye sahiptir (Şekil 1A–B). Çok sayıda kademeli yan çentik (Şekil 1C–D) operatörün önceden yerleştirilmiş süturları tutmasına ve damara ayarlanabilir boylamsal gerginlik uygulamasına olanak tanır. Gerginlik, arteriyel pulsasyon görünmez olana kadar artırılır; bu görsel bitiş noktası, yeterli geçici hemostazın sağlandığını gösterir. Bu yaklaşım, vasküler duvarın aşırı ezilme hasarına uğramasını önlerken arteriyotomi ve kılavuz tel yerleşimi için stabil bir cerrahi alan sağlar.
Kılavuz tel yerleşiminin intraoperatif doğrulanması
Kılavuz telin doğru yerleşimi, prosedür sırasında iki aşamada doğrulanmıştır. İlk olarak, doğrudan stereomikroskobik görüntüleme altında, kılavuz telin transvers arteriyotomiden retrograd yönde RCCA lümenine girdiği gözlemlenmiştir (Şekil 2A). İkinci olarak, gerçek zamanlı ekokardiyografik görüntüleme, kılavuz tel ucunun aort kapağını geçtiğini ve sol ventriküle girdiğini doğrulamıştır. B-mod görüntüleme, kılavuz teli aort kapak düzlemini geçen hiperekoik lineer bir artefakt olarak tanımlamıştır (Şekil 2B). Renkli Doppler görüntüleme, aort kapak seviyesinde lokalize türbülanslı akış göstermiş ve kılavuz telin kapak yaprakçıkları boyunca konumlandırmasına ek onay sağlamıştır (Şekil 2C; Ek Video 1).
Perioperatif sağkalım ve model başarı oranı
Gerginliği ayarlanabilir platformun cerrahi iş akışına entegrasyonu, yüksek erken sağkalım oranıyla sonuçlanmıştır. Kaplan-Meier analizi, cerrahi sonrası 24. saatte %95'lik bir sağkalım oranı göstermiştir (20 fareden 19'u; Şekil 3A). Hayatta kalan tek hayvanın post-mortem incelemesi sonucunda majör kanama, yapısal hasar veya kardiyak iskemiye dair hiçbir kanıt saptanmamış olup, bu durum ölümün cerrahi travmadan ziyade anesteziyle ilişkili komplikasyonlara bağlanabileceğini düşündürmektedir. 4. haftadaki model başarısı, önceden tanımlanmış bir kriter kullanılarak değerlendirilmiştir: destekleyici histolojik bulgularla birlikte, transvalvüler pik akış hızının 2.000 mm/s değerini aşması. Hayatta kalan 19 hayvanın 18'i (%94,7) bu eşiği karşılamış ve toplam kohort genelinde %90'lık bir genel model başarı oranı elde edilmiştir (20 fareden 18'i; Şekil 3B). Sonuçlar cinsiyetler arasında benzerdir: 24 saatlik sağkalım erkeklerde 10'da 9, dişilerde ise 10'da 10 olarak gerçekleşmiş ve 4 haftalık model başarı oranı her iki cinsiyette de 10'da 9 (%90) olmuştur; tek perioperatif ölüm erkek (anesteziyle ilişkili) hayvanda, tek model başarısızlığı ise hayatta kalan bir dişi hayvanda görülmüştür.
Aort darlığının ekokardiyografik doğrulanması
Ameliyat sonrası 4. haftada yapılan transtorasik ekokardiyografi, AWI grubunda şiddetli aort darlığı ile uyumlu hemodinamik değişiklikleri doğrulamıştır. Kantitatif ekokardiyografik değerler ortalama ± ortalama standart hata (SEM) olarak sunulmuştur; sol ventrikül fonksiyonel ve yeniden şekillenme parametreleri 6 Sham ve 6 AWI faresinde analiz edilirken, peak transvalvüler hız hayatta kalan tüm AWI farelerinde ve Sham kontrollerinde ölçülmüştür (n = 19 AWI, n = 6 Sham). 4. haftada sol ventrikül ejeksiyon fraksiyonu AWI grubunda Sham kontrollerine göre hafifçe daha düşüktü (56.21 ± 1.15% vs. 61.57 ± 2.12%; p = 0.0503; Şekil 3C), ancak bu fark istatistiksel anlamlılığa ulaşmamıştır. Pulsed-wave Doppler kayıtları, AWI grubunda transvalvüler jet hızında belirgin bir artış olduğunu ve Sham kontrol grubundaki 988.00 ± 126.24 mm/s değerine kıyasla 2740.89 ± 104.10 mm/s değerine ulaştığını göstermiştir (Şekil 3D). Kantitatif analiz, AWI grubunda peak transvalvüler jet hızının Sham kontrollerine kıyasla oldukça anlamlı düzeyde arttığını doğrulamıştır (p < 0.0001; Şekil 3E). Basınç yüklenmesi adaptasyonunun erken bir evresi ile uyumlu olarak, AWI grubu konsantrik sol ventrikül yeniden şekillenmesi sergilemiştir: diyastolik ön duvar kalınlığı anlamlı derecede artmıştır (LVAWd 1.14 ± 0.02 vs. 0.96 ± 0.03 mm; p = 0.0016; Şekil 3F), öte yandan diyastolik arka duvar kalınlığı ve sol ventrikül kütlesi daha yüksek olmasına rağmen istatistiksel anlamlılığa ulaşmamıştır (LVPWd 1.01 ± 0.12 vs. 0.76 ± 0.02 mm, p = 0.0650, Şekil 3G; LV kütlesi 124.51 ± 10.63 vs. 104.47 ± 2.45 mg, p = 0.0961, Şekil 3H).
Valvüler yeniden şekillenme ve kalsifikasyonun histopatolojik doğrulaması
Aort köklerinin histolojik incelemesi, ekokardiyografik bulguları doğrulamıştır. Kantitatif histolojik değerler ortalama ± SEM olarak sunulmuş olup 6 Sham ve 6 AWI farede analiz edilmiştir. AWI grubundaki H&E boyaması, Sham kontrollerinde görülmeyen belirgin yaprak kalınlaşması ve yapısal organizasyon bozukluğu özelliklerini ortaya çıkarmıştır (Şekil 3I). Kantitatif morfometri, AWI grubunda ortalama kapak yaprağı kalınlığında Sham grubuna kıyasla anlamlı bir artış olduğunu doğrulamıştır (p < 0.0001; Şekil 3J). Von Kossa boyaması, AWI grubunun kalınlaşmış kapak yaprakları içinde, koyu kahverengi-siyah mineral birikintileri olarak tanımlanan yaygın distrofik kalsifikasyonu göstermiştir. Sham kontrolleri ihmal edilebilir düzeyde mineral birikimi sergilemiştir (Şekil 3K). Kantitatif görüntü analizi, AWI grubunda Sham kontrollerine kıyasla toplam kalsifikasyon alanında (µm2) anlamlı bir artış olduğunu ortaya koymuştur (p < 0.0001; Şekil 3L).

Şekil 1: Dört farklı görünümde gösterilen 3B yazıcıyla üretilmiş vasküler destek platformunun tasarımı. (A) Ön-sol eğik görünüm. (B) Arka-sağ eğik görünüm. (C) Platformun genel boylamsal geometrisinin lateral profil görünümü. (D) Ters V şeklindeki apeks bölgesini vurgulayan açılı görünüm. Bileşen etiketleri: 110, platform gövdesi; 120, lateral kollar; 121, kademeli yan çentikler; 130, çalışma ucu; 140, ters V şeklindeki yerleştirme apeksi; 150, damarla temas eden destek yüzeyi; 160, bitişik çentikler arasındaki geçiş eğimi; 190, sağ ortak karotis arteri (RCCA). Platform, biyouyumlu fotopolimer reçineden imal edilmiştir (yapısal kalınlık: 1.07 mm). 3B yapısal çizim, yazarlar tarafından vasküler destek platformunun orijinal CAD tasarım dosyası (.stp) kullanılarak, ücretsiz ve açık kaynaklı bir CAD görselleştirme ve modelleme yazılımı olan FreeCAD ile oluşturulmuştur. Üçüncü taraf bir yayın veya telif hakkı olan bir çizim uyarlanmamıştır. Orijinal CAD tasarım dosyası ek dosya olarak sunulmuştur. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Kılavuz tel yerleşiminin intraoperatif ve ekokardiyografik doğrulaması. (A) Doğrudan stereomikroskobik görüntüleme altında, transvers arteriotomi aracılığıyla sağ ortak karotis arterine (RCCA) lümenine kılavuz telin (ok) retrograd yerleşimini gösteren intraoperatif fotoğraf. (B) Kılavuz telin (hiperekoik lineer artefakt olarak tanımlanmıştır; ok) aort kapağını geçerek sol ventriküle girdiğini gösteren B-mod ekokardiyografik görüntü. (C) Aort kapağı düzeyinde lokalize türbülanslı akımı gösteren ve kılavuz telin kapak yaprakçıkları boyunca yerleşimini doğrulayan renkli Doppler ekokardiyografik görüntü. Kılavuz tel yerleşimi sırasında transvalvüler akımın gerçek zamanlı Renkli Doppler görüntülemesi Ek Video 1'de gösterilmiştir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Optimize edilmiş aortik tel yaralanması (AWI) modelinin sağkalım, hemodinamik, ventriküler remodeling ve histopatolojik sonuçları. (A) AWI farelerinin (n = 20) 24 saatlik Kaplan-Meier sağkalım eğrisi. (B) AWI grubunda 4. haftadaki model başarısı (kırmızı) ve başarısızlığı (siyah) (n = 20); başarı, pik transvalvüler hızın > 2,000 mm/s olması olarak tanımlanmıştır. (C) Ejeksiyon fraksiyonu (EF; p = 0.0503). (D) Sham (sol) ve AWI (sağ) faresinden alınan temsili pulsed-wave (PW) Doppler ekokardiyogramlar. (E) Pik transvalvüler hız (n = 19 AWI, n = 6 Sham; p < 0.0001). (F) Diyastolik sol ventrikül anterior duvar kalınlığı (LVAWd; p = 0.0016). (G) Diyastolik sol ventrikül posterior duvar kalınlığı (LVPWd; p = 0.0650). (H) Sol ventrikül kütlesi (p = 0.0961). (I) Temsili HE boyalı aort kökü kesitleri (Sham, sol; AWI, sağ). (J) Aort kapağı yaprakçık kalınlığı (p < 0.0001). (K) Temsili Von Kossa boyalı aort kökü kesitleri (Sham, sol; AWI, sağ). (L) Toplam kalsiyum birikim alanı (µm2; p < 0.0001). Ölçek çubukları = 500 µm. Tüm kantitatif sütun grafikleri için sütunlar ortalama değerleri, hata çubukları ise ortalamanın standart hatasını (SEM) temsil etmektedir. C, E–H, J ve L panellerindeki Sham ve AWI grupları arasındaki kantitatif karşılaştırmalar, eşleştirilmemiş çift kuyruklu Student’s t-testi kullanılarak yapılmıştır. Panel E'deki pik transvalvüler hız hariç (tüm sağ kalan AWI fareleri ve Sham kontrollerinde ölçülmüştür; n = 19 AWI, n = 6 Sham), kantitatif veriler Sham ve AWI gruplarından alınmıştır (grup başına n = 6). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Video 1: Kılavuz tel yerleştirme sırasında transvalvüler kan akışının renkli Doppler ekokardiyografik görüntülemesi. Video, AWI prosedürü sırasında aort kapağı seviyesindeki gerçek zamanlı Renkli Doppler görüntülemesini göstermekte ve kapak yaprakları boyunca kılavuz tel yerleştirmesinin neden olduğu lokalize türbülanslı akışı sergilemektedir. Lütfen bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.