Sostituzione della valvola polmonare transcatetere dal pericardio autologo con uno stent Nitinol autoespandibile in un modello di pecora adulta
Summary
Questo studio dimostra la fattibilità e la sicurezza dello sviluppo di una valvola polmonare autologa per l’impianto nella posizione della valvola polmonare nativa utilizzando uno stent Nitinol autoespandibile in un modello di pecora adulta. Questo è un passo verso lo sviluppo della sostituzione della valvola polmonare transcatetere per i pazienti con disfunzione del tratto di efflusso ventricolare destro.
Abstract
La sostituzione della valvola polmonare transcatetere è stata stabilita come un valido approccio alternativo per i pazienti affetti da disfunzione del tratto di deflusso ventricolare destro o della valvola bioprotesica, con eccellenti esiti clinici precoci e tardivi. Tuttavia, le sfide cliniche come il deterioramento della valvola cardiaca stentata, l’occlusione coronarica, l’endocardite e altre complicazioni devono essere affrontate per l’applicazione a vita, in particolare nei pazienti pediatrici. Per facilitare lo sviluppo di una soluzione permanente per i pazienti, la sostituzione della valvola polmonare autologa transcatetere è stata eseguita in un modello di pecora adulta. Il pericardio autologo è stato raccolto dalle pecore tramite minitoracotomia anterolaterale sinistra in anestesia generale con ventilazione. Il pericardio è stato posizionato su un modello di valvola cardiaca modellante 3D per la reticolazione non tossica per 2 giorni e 21 ore. L’ecocardiografia intracardiaca (ICE) e l’angiografia sono state eseguite per valutare la posizione, la morfologia, la funzione e le dimensioni della valvola polmonare nativa (NPV). Dopo il taglio, il pericardio reticolato è stato cucito su uno stent Nitinol autoespandibile e crimpato in un sistema di consegna auto-progettato. La valvola polmonare autologa (APV) è stata impiantata in posizione NPV tramite cateterizzazione della vena giugulare sinistra. ICE e angiografia sono stati ripetuti per valutare la posizione, la morfologia, la funzione e le dimensioni dell’APV. Un APV è stato impiantato con successo nella pecora J. In questo documento, la pecora J è stata selezionata per ottenere risultati rappresentativi. Un APV da 30 mm con uno stent di Nitinol è stato impiantato con precisione nella posizione NPV senza alcun cambiamento emodinamico significativo. Non c’è stata alcuna perdita paravalvolare, nessuna nuova insufficienza della valvola polmonare o migrazione della valvola polmonare stentata. Questo studio ha dimostrato la fattibilità e la sicurezza, in un follow-up di lungo periodo, dello sviluppo di un APV per l’impianto nella posizione NPV con uno stent Nitinol autoespandibile tramite cateterizzazione della vena giugulare in un modello di pecora adulta.
Introduction
Bonhoeffer et al.1 hanno segnato l’inizio della sostituzione della valvola polmonare transcatetere (TPVR) nel 2000 come una rapida innovazione con progressi significativi verso la riduzione al minimo delle complicanze e la fornitura di un approccio terapeutico alternativo. Da allora, l’uso di TPVR per il trattamento del tratto di efflusso ventricolare destro (RVOT) o della disfunzione della valvola bioprotesica è aumentato rapidamente 2,3. Ad oggi, i dispositivi TPVR attualmente disponibili sul mercato hanno fornito risultati soddisfacenti a lungo e breve termine per i pazienti con disfunzione RVOT 4,5,6. Inoltre, vari tipi di valvole TPVR, tra cui valvole cardiache decellularizzate e valvole cardiache guidate da cellule staminali, sono in fase di sviluppo e valutazione, e la loro fattibilità è stata dimostrata in modelli preclinici di animali di grandi dimensioni 7,8. La ricostruzione della valvola aortica utilizzando un pericardio autologo è stata segnalata per la prima volta dal Dr. Duran, per il quale tre rigonfiamenti consecutivi di diverse dimensioni sono stati utilizzati come modelli per guidare la modellatura del pericardio in base alle dimensioni dell’anulus aortico, con un tasso di sopravvivenza dell’84,53% al follow-up di 60 mesi9. La procedura di Ozaki, che è considerata una procedura di riparazione della valvola piuttosto che una procedura di sostituzione della valvola, comporta la sostituzione dei foglietti della valvola aortica con il pericardio autologo trattato con glutaraldeide; tuttavia, rispetto alla procedura del Dr. Duran, è migliorata significativamente nella misurazione della valvola malata con un modello per tagliare il pericardio fisso10 e risultati soddisfacenti non sono stati ottenuti solo dai casi adulti ma anche dai casi pediatrici11. Attualmente, solo la procedura di Ross può fornire un sostituto della valvola vivente per il paziente che ha una valvola aortica malata con evidenti vantaggi in termini di evitare anticoagulazione a lungo termine, potenziale di crescita e basso rischio di endocardite12. Ma possono essere necessari nuovi interventi per l’autotrapianto polmonare e il ventricolo destro al condotto dell’arteria polmonare dopo una procedura chirurgica così complessa.
Le attuali valvole bioprotesiche disponibili per uso clinico si degradano inevitabilmente nel tempo a causa delle reazioni graft-versus-host ai tessuti xenogenici suini o bovini13. La calcificazione, la degradazione e l’insufficienza correlate alle valvole potrebbero richiedere interventi ripetuti dopo diversi anni, specialmente nei pazienti giovani che avrebbero bisogno di sottoporsi a sostituzioni multiple della valvola polmonare nel corso della loro vita a causa della mancanza di crescita delle valvole, una proprietà inerente agli attuali materiali bioprotesici14. Inoltre, le valvole TPVR attualmente disponibili, essenzialmente non rigenerative, presentano importanti limitazioni come complicanze tromboemboliche e sanguinanti, nonché una durata limitata a causa del rimodellamento avverso dei tessuti che potrebbe portare alla retrazione del foglietto illustrativo e alla disfunzione valvolare universale15,16.
Si ipotizza che lo sviluppo di una valvola polmonare autologa (APV) nativa montata su uno stent Nitinol autoespandibile per TPVR con le caratteristiche di autoriparazione, rigenerazione e capacità di crescita garantirebbe prestazioni fisiologiche e funzionalità a lungo termine. E il pericardio autologo trattato con reticolante non tossico può svegliarsi dalle procedure di raccolta e produzione. A tal fine, questo studio preclinico è stato condotto per impiantare una valvola polmonare autologa stentata in un modello di pecora adulta con l’obiettivo di sviluppare sostituti valvolari interventistici ideali e una metodologia procedurale a basso rischio per migliorare la terapia transcatetere della disfunzione RVOT. In questo articolo, la pecora J è stata selezionata per illustrare la procedura TPVR completa che include la pericardiectomia e l’impianto della vena trans giugulare di una valvola cardiaca autologa.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo studio rappresenta un importante passo avanti nello sviluppo di una valvola polmonare vivente per TPVR. In un modello di pecora adulta, il metodo è stato in grado di dimostrare che un APV derivato dal pericardio della pecora può essere impiantato con uno stent Nitinol autoespandibile tramite cateterizzazione della vena giugulare. Nella pecora J, la valvola polmonare autologa stentata è stata impiantata con successo nella corretta posizione polmonare utilizzando un sistema di consegna universale auto-pr…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Estendiamo il nostro sincero apprezzamento a tutti coloro che hanno contribuito a questo lavoro, sia i membri passati che quelli presenti. Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni del Ministero federale tedesco per gli affari economici e l’energia, EXIST – Transfer of Research (03EFIBE103). Yimeng Hao è supportato dal China Scholarship Council (CSC: 202008450028).
Materials
| 10 % Magnesium | Inresa Arzneimittel GmbH | PZN: 00091126 | 0.02 mol/ L, 10X10 ml |
| 10 Fr Ultrasound catheter | Siemens Healthcare GmbH | SKU 10043342RH | ACUSON AcuNav™ ultrasound catheter |
| 3D Slicer | Slicer | Slicer 4.13.0-2021-08-13 | Software: 3D Slicer image computing platform |
| Adobe Illustrator | Adobe | Adobe Illustrator 2021 | Software |
| Amiodarone | Sanofi-Aventis Deutschland GmbH | PZN: 4599382 | 3- 5 mg/ kg, 150 mg/ 3 ml |
| Amplatz ultra-stiff guidewire | COOK MEDICAL LLC, USA | Reference Part Number:THSF-35-145-AUS | 0.035 inch, 145 cm |
| Anesthetic device platform | Drägerwerk AG & Co. KGaA | 8621500 | Dräger Atlan A350 |
| ARROW Berman Angiographic Balloon Catheter | Teleflex Medical Europe Ltd | LOT: 16F16M0070 | 5Fr, 80cm (X) |
| Butorphanol | Richter Pharma AG | Vnr531943 | 0.4mg/kg |
| C-Arm | BV Pulsera, Philips Heathcare, Eindhoven, The Netherlands | CAN/CSA-C22.2 NO.601.1-M90 | Medical electral wquipment |
| Crimping tool | Edwards Lifesciences, Irvine, CA, USA | 9600CR | Crimper |
| CT | Siemens Healthcare GmbH | − | CT platform |
| Dilator | Edwards Lifesciences, Irvine, CA, USA | 9100DKSA | 14- 22 Fr |
| Ethicon Suture | Ethicon | LOT:MKH259 | 4- 0 smooth monophilic thread, non-resorbable |
| Ethicon Suture | Ethicon | LOT:DEE274 | 3-0, 45 cm |
| Fast cath hemostasis introducer | ST. JUDE MEDICAL Minnetonka MN | LOT Number: 3458297 | 11 Fr |
| Fentanyl | Janssen-Cilag Pharma GmbH | DE/H/1047/001-002 | 0.01mg/kg |
| Fragmin | Pfizer Pharma GmbH, Berlin, Germany | PZN: 5746520 | Dalteparin 5000 IU/ d |
| Functional screen | BV Pulsera, Philips Heathcare, Eindhoven, The Netherlands | System ID: 44350921 | Medical electral wquipment |
| Glycopyrroniumbromid | Accord Healthcare B.V | PZN11649123 | 0.011mg/kg |
| Guide Wire M | TERUMO COPORATION JAPAN | REF*GA35183M | 0.89 mm, 180 cm |
| Hemochron Celite ACT | International Technidyne Corporation, Edison, USA | NJ 08820-2419 | ACT |
| Heparin | Merckle GmbH | PZN: 3190573 | Heparin-Natrium 5.000 I.E./0,2 ml |
| Hydroxyethyl starch (Haes-steril 10 %) | Fresenius Kabi Deutschland GmbH | ATC Code: B05A | 500 ml, 30 ml/h |
| Imeron 400 MCT | Bracco Imaging | PZN00229978 | 2.0–2.5 ml/kg, Contrast agent |
| Isoflurane | CP-Pharma Handelsges. GmbH | ATCvet Code: QN01AB06 | 250 ml, MAC: 1 % |
| Jonosteril Infusionslösung | Fresenius Kabi Deutschland GmbH | PZN: 541612 | 1000 ml |
| Ketamine | Actavis Group PTC EHF | ART.-Nr. 799-762 | 2–5 mg/kg/h |
| Meloxicam | Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH | M21020A-09 | 20 mg/ mL, 50 ml |
| Midazolam | Hameln pharma plus GMBH | MIDAZ50100 | 0.4mg/kg |
| MRI | Philips Healthcare | − | Ingenia Elition X, 3.0T |
| Natriumchloride (NaCl) | B. Braun Melsungen AG | PZN /EAN:04499344 / 4030539077361 | 0.9 %, 500 ml |
| Pigtail catheter | Cordis, Miami Lakes, FL, USA | REF: 533-534A | 5.2 Fr 145 °, 110 cm |
| Propofol | B. Braun Melsungen AG | PZN 11164495 | 20mg/ml, 1–2.5 mg/kg |
| Propofol | B. Braun Melsungen AG | PZN 11164443 | 10mg/ml, 2.5–8.0 mg/kg/h |
| Safety IV Catheter with Injection port | B. Braun Melsungen AG | LOT: 20D03G8346 | 18 G Catheter with Injection port |
| Sulbactam- ampicillin | Pfizer Pharma GmbH, Berlin, Germany | PZN: 4843132 | 3 g, 2.000 mg/ 1.000 mg |
| Sulbactam/ ampicillin | Instituto Biochimico Italiano G Lorenzini S.p.A. – Via Fossignano 2, Aprilia (LT) – Italien | ATC Code: J01CR01 | 20 mg/kg, 2 g/1 g |
| Surgical Blade | Brinkmann Medical ein Unternehmen der Dr. Junghans Medical GmbH | PZN: 354844 | 15 # |
| Surgical Blade | Brinkmann Medical ein Unternehmen der Dr. Junghans Medical GmbH | PZN: 354844 | 11 # |
| Suture | Johnson & Johnson | Hersteller Artikel Nr. EH7284H | 5-0 polypropylene |
Referências
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