इस अनुच्छेद के दिलों में नाकाम रहने और बाएं निलय दीवार तनाव और समारोह पर उसके प्रभाव को बढ़ाता में एक उपन्यास हाइड्रोजेल दाखिल करने के लिए प्रक्रियाओं का वर्णन है. इन प्रक्रियाओं को सफलतापूर्वक कुत्तों और इंसानों में लागू किया गया है.
Algisyl-LVR, नैदानिक विकास के तहत एक उपचार, इंजेक्शन फैली हुई cardiomyopathy के साथ रोगियों का इलाज करने का इरादा है. इस उपचार हाल ही में रोगसूचक दिल की विफलता थी, जो रोगियों में पहली बार के लिए इस्तेमाल किया गया था. एल.वी. मात्रा और दीवार तनाव की लगातार कमी से प्रकट रूप में सभी रोगियों में, बाएं वेंट्रिकल (एल.वी.) के हृदय समारोह में काफी सुधार हुआ है. यहाँ हम इस उपन्यास उपचार प्रक्रिया और एल.वी. दीवार तनाव और समारोह पर इसके प्रभाव यों इस्तेमाल विधियों का वर्णन.
Algisyl-LVR ना +-Alginate और सीए 2 + Alginate से मिलकर एक biopolymer जेल है. उपचार प्रक्रिया इन दोनों घटकों के मिश्रण और फिर intramyocardial इंजेक्शन के लिए एक सिरिंज में उन्हें संयोजन से बाहर किया गया था. इस मिश्रण को मध्य रास्ते रोगियों में एल.वी. मुक्त दीवार का आधार है और शीर्ष के बीच 10 से 19 स्थानों पर इंजेक्ट किया गया था.
एक साथ चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई)गणितीय मॉडलिंग के साथ, इलाज से पहले रोगियों में और वसूली के दौरान विभिन्न बिंदुओं पर समय इस उपचार का प्रभाव यों के लिए इस्तेमाल किया गया था. एपिकार्डियल और endocardial सतहों पहली अंत प्रकुंचन में और अंत पाद लंबा में एल.वी. ज्यामिति के पुनर्निर्माण के लिए एमआर छवियों से डिजीटल थे. बाएं निलय गुहा मात्रा में तो इन खंगाला सतहों से मापा गया.
एल.वी. के गणितीय मॉडल क्षेत्रीय myofiber तनाव की गणना करने के लिए इन एमआरआई खंगाला सतहों से बनाया गया था. प्रत्येक एल.वी. मॉडल 1) यह मायोकार्डियम के एक पहले से मान्य तनाव तनाव रिश्ते के अनुसार विकृत, और 2) इन मॉडलों से एल.वी. गुहा मात्रा भविष्यवाणी अंत पाद लंबा और अंत प्रकुंचन में इसी एमआरआई मापा मात्रा से मेल खाता है तो निर्माण किया गया था . डायस्टोलिक भरने एक निर्धारित अंत डायस्टोलिक प्रेशर के साथ एल.वी. endocardial सतह लोड करके नकली था. सिस्टोलिक संकुचन समवर्ती अंत लोड करके नकली थाएक निर्धारित अंत सिस्टोलिक प्रेशर और myofiber दिशा में सक्रिय संकुचन को जोड़ने के साथ ocardial सतह. अंत पाद लंबा और अंत प्रकुंचन में क्षेत्रीय myofiber तनाव तनाव तनाव के रिश्ते पर आधारित विकृत एल.वी. से गणना की गई थी.
निलय दीवार तनाव की कमी दिल विफलता 1 के उपचार में एक आधार माना जाता है. Laplace के कानून द्वारा दिए गए इसके सरलतम रूप में, निलय दीवार तनाव वेंट्रिकल और वेंट्रिकुलर दबाव के व्यास को सीधे आनुपातिक है, और निलय की दीवार मोटाई के व्युत्क्रमानुपाती होती है. यह व्यापक रूप से अंत में दिल की विफलता 2 के लिए अग्रणी बढ़ा निलय दीवार तनाव उत्तरोत्तर बन निलय फैली हुई जिसमें प्रतिकूल remodeling प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार माना जाता है कि. नैदानिक और जानवरों के अध्ययन बढ़ा दीवार तनाव remodeling प्रक्रिया 3,4,5 का समर्थन करने वाले प्रोटीन में परिवर्तन, सिकुड़ा तत्व संश्लेषण और जीन अभिव्यक्ति लाती है कि पता चला है. बढ़ी हुई दीवार तनाव भी बाद में एल.वी. remodeling के 6,7 के एक स्वतंत्र कारक होना दिखाया गया है.
कई नई शल्य चिकित्सा उपचार और उपकरणों एसी के साथ विकसित किया गया हैरोगियों 8,9,10 में दिल की विफलता की प्रगति को रोकने और रिवर्स करने के लिए एक बोली में निलय दीवार तनाव को कम करने की entral उद्देश्य. इन उपचार एक ही उद्देश्य का हिस्सा हैं, वे अलग तरह से इसे प्राप्त. उदाहरण के लिए, शल्य निलय कमी प्रक्रिया 10 शल्य चिकित्सा द्वारा एक फैली हुई बाएं वेंट्रिकल के आकार को कम करने से निलय दीवार तनाव को कम करना चाहता है, लेकिन उसके परिणाम विवाद 11,12 का एक विषय है.
हाल ही में, फैली हुई cardiomyopathy के लिए एक इलाज के रूप में बाएं वेंट्रिकल में एक biocompatible सामग्री, Algisyl-LVR, का इंजेक्शन चिकित्सा समुदाय में काफी ध्यान हुई. इस इलाज जानवरों के अध्ययन के लिए एक मानव नैदानिक परीक्षण 15 में सबसे हाल ही में 13,14 और, में दिल की विफलता की प्रगति को रोकने या भी पीछे में प्रभावी होना दिखाया गया है. अन्य उपकरणों के विपरीत, इस इलाज में सामग्री इंजेक्शन द्वारा निलय दीवार तनाव को कम करना चाहता हैबाएं निलय दीवार यह गाढ़ा करने के लिए.
निलय दीवार तनाव का विस्तृत ज्ञान, विशेष रूप से मानव में, तथापि, मायावी बनी हुई है. बलों या तनाव बरकरार निलय 16 में सीधे मापा नहीं जा सकता, क्योंकि ज्ञान की यह कमी मुख्य रूप से है. ऐसे Laplace के कानून के रूप में बंद के फार्म विश्लेषणात्मक समीकरण बाएं निलय दीवार तनाव का अनुमान कर सकते हैं, वे एल.वी., एल.वी. भीतर सामग्री सावर्तिकता और एकरूपता की धुरी समरूपता में शामिल हैं जो प्रतिबंधक मान्यताओं के आधार पर विकसित किया गया. इन कारकों के कारण, Laplace के कानून का उपयोग कर वास्तविक एल.वी. में निलय दीवार तनाव की भविष्यवाणी 17 गलत है. इन प्रतिबंधों को हटाने के लिए और रोगी विशेष निलय ज्यामिति के साथ परिमित तत्व (Fe) पद्धति का उपयोग करके निलय दीवार तनाव, गणितीय मॉडलिंग की अधिक सटीक भविष्यवाणी प्राप्त करने के लिए सरल लाप्लास के नियम 17 के स्थान पर प्रयोग किया जाना चाहिए.
एफई विधि एक परमाणु हैअक्सर एक सीमा मान समस्या का वर्णन आंशिक अंतर समीकरण (PDE) का एक सेट को हल करने के लिए प्रयोग किया जाता है कि merical तकनीक. यह विधि एक बंद फार्म समाधान मुश्किल है या विश्लेषणात्मक प्राप्त नहीं किया जा सकता है जब विशेष रूप से उपयोगी है. निलय दीवार तनाव यों इस्तेमाल एक गणितीय एल.वी. मॉडल के संदर्भ में, PDEs के सेट दबाव या भार एल.वी. के endocardial सतह पर लागू किया जाता है जब एल.वी. गति का वर्णन है कि यांत्रिक संतुलन की गवर्निंग समीकरणों (रैखिक गति का संतुलन) हैं. एफई विधि का इस्तेमाल किया जाता है, एल.वी. दीवार आपस में जुड़े उप डोमेन या मायोकार्डियम के एक निर्धारित तनाव तनाव रिश्ते के अनुसार ख़राब तत्वों है कि (आमतौर पर 8 कोने नोड्स के साथ षट्फलक) में विभाजित है.
पाद लंबा में निष्क्रिय भरने के दौरान और प्रकुंचन में सक्रिय संकुचन के दौरान एल.वी. की बड़ी विकृति का वर्णन तनाव तनाव संबंधों को पहले से बड़े जानवरों के अध्ययन में मान्य किया गया है. एल.वी. मॉडलिंग की हैदिशाओं में से myofiber दिशा में लगभग तीन गुना कठोर होना पाद लंबा 18 के दौरान myofiber दिशा को सीधा. प्रकुंचन के दौरान सक्रिय संकुचन myofiber दिशा साथ एल.वी. की कठोरता को बढ़ाने के द्वारा मॉडलिंग की है. कठोरता में यह वृद्धि समय की एक समारोह है और इस तरह के intracellular कैल्शियम एकाग्रता और sarcomere लंबाई 19 के रूप में प्रयोगात्मक निर्धारित चर पर निर्भर करता है.
मायोकार्डियम के इस निर्धारित तनाव तनाव रिश्ते का प्रयोग, एफई विधि एल.वी. को लागू लोड (ओं) पर आधारित नई नोडल पदों की गणना करता है. नई नोडल पदों की गणना कर रहे हैं, उसके एवज में तनाव (विरूपण का एक उपाय) और तनाव एल.वी. भीतर तनाव और तनाव को वितरण करने के लिए उत्पादन के प्रत्येक तत्व में निर्धारित किया जा सकता है.
यहाँ, हम रोगियों में Algisyl-LVR प्रत्यारोपण करने के लिए और इसी रोगी विशेष एल.वी. बनाने के लिए आवश्यक कदम रूपरेखाइलाज से पहले और बाद में गणितीय मॉडल एल.वी. दीवार तनाव यों के लिए.
Algisyl-LVR इंजेक्शन थेरेपी
निलय दीवार तनाव कम करने के लिए एल.वी. मुक्त दीवार में सामग्री का इंजेक्शन फैली हुई cardiomyopathy के साथ रोगियों के लिए बनाया गया एक उपन्यास उपचार है. इस इलाज के preclinical और नैदानिक दोनों पढ़ाई 15 में महान वादा दिखाया है. गंभीर दिल विफलता (बढ़ाने-एचएफ) के साथ रोगियों के लिए एल.वी. वृद्धि की एक विधि के रूप में इस उपचार का मूल्यांकन करने के लिए एक यादृच्छिक, नियंत्रित अध्ययन फ़रवरी 2012 के बाद से चल रहा है.
उत्पाद के कई पुनरावृत्तियों कि लक्ष्य विभिन्न चिकित्सक क्षेत्रों और नैदानिक जरूरतों को विकसित किया जा रहा है. कार्डियोथोरेसिक सर्जन के लिए शल्य चिकित्सा उत्पाद संस्करण में, alginate के एक मानक सिरिंज और सीने में एक छोटी सी शल्य चीरा (न्यूनतम thoracotomy) के माध्यम से इंजेक्शन प्रदर्शन करने के लिए सर्जन के लिए कस्टम डिजाइन सुई सिस्टम में वितरित किया जाता है. प्रत्यारोपण प्रक्रिया एक दिल की धड़कन पर किया जाता है. alginate की भौतिक गुणों hydमायोकार्डियम में इंजेक्शन पर Rogel डायस्टोलिक मायोकार्डियम के समान हैं, और एक स्थायी प्रत्यारोपण हो जाते हैं. कुल ऑपरेटिव प्रक्रिया की अवधि एक न्यूनतम संज्ञाहरण समय के लिए रोगी के जोखिम को सीमित करने, ज्यादातर मामलों में 60 मिनट से भी कम होने की उम्मीद है. एक दूसरा उत्पाद संस्करण दिल की विफलता एक noninvasive या संकर कार्डियोलॉजी प्रयोगशाला में interventional हृदय रोग विशेषज्ञों द्वारा किया जाता है और, कुछ अलग मामलों में, अन्य विशेषज्ञों की जा सकती है कि एक प्रक्रिया के साथ रोगियों की पेशकश कर सकते हैं. यह भी तीव्र प्रभाव का अध्ययन करने की अनुमति होगी.
गणितीय मॉडलिंग का प्रयोग बाएं निलय तनाव की मात्रा
एफई विधि के साथ गणितीय मॉडलिंग का प्रयोग की विधि वर्तमान में ठीक निलय में इन विवो क्षेत्रीय दीवार तनाव यों के लिए एक ही रास्ता है. ऐसे एमआरआई जैसे मेडिकल इमेजिंग के साथ गणितीय मॉडलिंग का मेल एक रोगी विशेष उपक्रम में इन विवो क्षेत्रीय दीवार तनाव गणना करने के लिए सक्षम बनाता हैtricles ताकि इन निलय के कार्यात्मक राज्य को समझते हैं और रोगियों में इंजेक्शन उपचार के यांत्रिक प्रभाव यों में मदद करेगा.
हम यहाँ एक सजातीय सामग्री के रूप में एल.वी. इलाज किया है, यह तरीका हो सकता है (और किया गया है) रोधगलन मौजूद है जब विशेष रूप से गैर सजातीय निलय, में इन विवो निलय दीवार तनाव यों के लिए बढ़ा दिया. ऐसे मामलों में, रोधगलितांश की सीमाओं और अपनी आसन्न borderzone एमआरआई एक विपरीत एजेंट के रूप में gadolinium उपयोग से पहचान की जानी है. इन सीमाओं, अर्थात्, प्रत्येक विशिष्ट क्षेत्र के भीतर रोधगलितांश, borderzone और दूरदराज के क्षेत्र विशुद्ध रूप से रहते हैं तत्वों बनाने के लिए TrueGrid में आयात किया जाता है. प्रत्येक क्षेत्र में रोग परिवर्तन को दर्शाती सामग्री मानकों रास DYNA में संबंधित तत्वों के माध्यम से सौंपा जा सकता है. इन मानकों टैग किया एमआरआई से मापा दौरे तनाव विवो में उपयोग कर एक रोधगलन के साथ एक रोगी में पाया गया है21. शल्य चिकित्सा revascularization आवश्यकता होती है जो रोगियों को अक्सर बहुत गरीब गुणवत्ता निशान लगाया एमआरआई डेटा के साथ जुड़ा हुआ है, जो पोस्ट ऑपरेटिव अवधि के दौरान अलिंद का अनुभव होगा. ऐसे रोगियों को भी कुछ दिनों सर्जरी से स्वस्थ हो जाना करने की आवश्यकता है. इस प्रकार, 3 डी इकोकार्डियोग्राफी और बिंदु पर नज़र रखने के लिए एक अधिक उपयुक्त इमेजिंग साधन और सर्जिकल प्रक्रियाओं के तीव्र प्रभाव का अध्ययन करने के लिए एमआरआई निशान लगाया से दौरे तनाव माप तकनीक हो सकता है.
हम उन्हें उनके संबंधित कार्यों को पूरा करने में आम तौर पर कुशल हो पाया है क्योंकि अन्त में, हम वाणिज्यिक सॉफ्टवेयर Rapidform, Truegrid और निलय के रोगी विशेष गणितीय मॉडल पैदा करने की प्रक्रिया में रास DYNA इस्तेमाल किया. हालांकि, अन्य सॉफ्टवेयर इस तरह हाथ (Fe जाल पैदा करने के लिए) और भी निलय का गणितीय मॉडल बनाने के लिए उपयुक्त हो सकता है कि Abaqus (एक एफई solver) के रूप में उपलब्ध है.
The authors have nothing to disclose.
यह अध्ययन राष्ट्रीय हृदय, फेफड़े और रक्त संस्थान अनुदान R01-एच एल-77921 और -86400 (जेएम Guccione के लिए) द्वारा समर्थित किया गया था.
REGENTS | |||
Na+-Alginate | LoneStar Heart, Inc | ||
Ca2+-Alginate | LoneStar Heart, Inc | ||
EQUIPMENT | |||
MevisLab | Mevis Medical Solution | ||
TrueGrid | XYZ Scientific Application, Inc | ||
Rapidform | Inus Technology, Inc | ||
LS-Dyna | Livermore Software Technology Corporation |