सप्ताह में तीन पत्रक पॉलिमर वाल्व के सापेक्ष द्रव्यगतिकी आकलन के लिए प्रोटोकॉल
Summary
बहुलक वाल्व विकसित करने में रुचि नवीकरण किया गया है. इधर, उद्देश्यों त्रिकोणीय पत्रक geometries में समायोजित करने के लिए और लगभग समान शर्तों के तहत एकत्र देशी और कृत्रिम वाल्व डेटा की तुलना में बहुलक वाल्व हाइड्रोडायनामिक डेटा पेश करने के लिए एक प्रोटोकॉल को परिभाषित करने के लिए एक वाणिज्यिक पल्स अनुलिपित्र को संशोधित करने की व्यवहार्यता का प्रदर्शन कर रहे हैं.
Abstract
वर्तमान में उपलब्ध कृत्रिम वाल्व, xenografts, और homografts की सीमाएं त्रिकोणीय पत्रक बहुलक वाल्व कृत्रिम अंग के क्षेत्र में विकास के हाल के पुनरुत्थान के लिए प्रेरित किया है. हालांकि, बहुलक वाल्व हाइड्रोडायनामिक कार्यक्षमता की प्रारंभिक आकलन के लिए एक प्रोटोकॉल की पहचान डिजाइन की प्रक्रिया के प्रारंभिक दौर के दौरान सर्वोपरि है. इन विट्रो नाड़ी अनुलिपित्र प्रणालियों में पारंपरिक लचीला त्रिकोणीय पत्रक सामग्री को समायोजित करने के लिए कॉन्फ़िगर नहीं कर रहे हैं, इसके अतिरिक्त में, बहुलक वाल्व कार्यक्षमता का आकलन समान परीक्षण परिस्थितियों में देशी और कृत्रिम हृदय वाल्व के लिए एक रिश्तेदार संदर्भ में किए जाने की जरूरत है ताकि अलग से माप में परिवर्तनशीलता उपकरणों से बचा जा सकता है. तदनुसार, हम)) देशी (एन = 4, व्यास मतलब, डी = 20 मिमी), ख) द्वि पत्रक यांत्रिक (एन = 2, डी = 23 मिमी) और iii मैं के हाइड्रोडायनामिक मूल्यांकन आयोजित बहुलक वाल्व (एन = 5, डी एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नाड़ी अनुलिपित्र प्रणाली के उपयोग के माध्यम से = 22 मिमी) (ViVitro लैब्सइंक, विक्टोरिया, ई.पू.) कि त्रिकोणीय पत्रक वाल्व geometries में समायोजित करने के लिए संशोधित किया गया था. फ्लोरिडा विश्वविद्यालय में विकसित त्रिकोणीय पत्रक सिलिकॉन वाल्व बहुलक वाल्व समूह शामिल थे. पानी को 35:65 ग्लिसरीन के अनुपात में मिश्रण रक्त भौतिक गुणों की नकल करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. दबाव निलय और महाधमनी पदों पर दर्ज की गई थी, जबकि तात्कालिक प्रवाह दर बाएं वेंट्रिकल और महाधमनी इकाइयों के इंटरफेस में मापा गया था. द्विपक्षीय पत्रक और साहित्य से देशी वाल्व डाटा प्रवाह और दबाव रीडिंग मान्य करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. निम्नलिखित हाइड्रोडायनामिक मैट्रिक्स सूचित किया गया: आगे प्रवाह दबाव ड्रॉप, महाधमनी जड़ वर्ग आगे प्रवाह दर, महाधमनी समापन, रिसाव और regurgitant मात्रा, transaortic समापन, रिसाव, और कुल ऊर्जा नुकसान मतलब. प्रतिनिधि परिणाम तीन वाल्व समूहों से हाइड्रोडायनामिक मैट्रिक्स सफलतापूर्वक एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नाड़ी अनुलिपित्र प्रणाली और subsequentl में एक कस्टम निर्मित विधानसभा को शामिल करके प्राप्त किया जा सकता है कि संकेतवाई, निष्पक्ष बहुलक वाल्व डिजाइन के कार्यात्मक पहलुओं पर अंतर्दृष्टि प्रदान करने के लिए की तुलना में.
Introduction
हार्ट वाल्व रोग अक्सर अपक्षयी वाल्व कड़ा हो जाना 1, आमवाती बुखार 2, अन्तर्हृद्शोथ 3,4 या जन्मजात जन्म दोष से परिणाम है. वाल्व क्षति प्रकार का रोग और / या regurgitation के वाल्व आगे को बढ़ जाना और शल्य चिकित्सा की मरम्मत नहीं की जा सकती है, जिससे होता है, देशी वाल्व आमतौर पर एक कृत्रिम वाल्व की जगह है. वर्तमान में उपलब्ध विकल्पों यांत्रिक वाल्व (पिंजरे गेंद वाल्व, झुकाव डिस्क वाल्व, आदि.), Homograft, और bioprosthetic वाल्व (सुअर और गोजातीय वाल्व) शामिल हैं. यांत्रिक वाल्व अक्सर उनके स्थायित्व के आधार पर युवा मरीजों के लिए सिफारिश कर रहे हैं, लेकिन रोगी thrombotic जटिलताओं 5 रोकने के लिए anticoagulant चिकित्सा पर रहने के लिए जरूरी है. Homograft और जैविक कृत्रिम वाल्व खून पतली चिकित्सा से बचने के लिए प्रभावी विकल्प दिया गया है, लेकिन, इन वाल्व फाइब्रोसिस के लिए ऊंचा जोखिम, कड़ा हो जाना, अध: पतन, और वाल्व विफलता 6 के लिए अग्रणी immunogenic जटिलताओं. ऊतक इंजीनियर वाल्व एक उभरती हुई प्रौद्योगिकी 7-9 के रूप में जांच की, लेकिन अभी भी बहुत कुछ पर्दाफाश किया जाना बना रहता है किया जा रहा है. वैकल्पिक टिकाऊ, biocompatible है, कृत्रिम वाल्व हृदय वाल्व रोग के रोगियों के जीवन की गुणवत्ता में सुधार की जरूरत है. फिर, यह वाल्व डिजाइन हृदय वाल्व रोग 10 के साथ चयनित रोगियों के उपचार को बदलने के लिए क्षमता दिखा transcatheter दृष्टिकोण के साथ, transcatheter वाल्व प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में इस्तेमाल किया bioprosthesis जगह ले सकता है.
जैसा कि मौजूदा मानकों के द्वारा कहा गया है, एक सफल हृदय वाल्व विकल्प निम्न प्रदर्शन विशेषताओं होनी चाहिए: "1) स्वीकार्य छोटे मतलब दबाव अंतर गिरावट के साथ प्रवाह आगे की अनुमति देता है, 2) स्वीकार्य छोटे regurgitation के साथ पतित प्रवाह को रोकता है, 3) embolization के तैयार नहीं है;) 4 को तैयार नहीं रक्तापघटन, 5) thrombus गठन को तैयार नहीं, 6) biocompatible है; 7) विवो निदान तकनीक के साथ संगत है, 8) लक्ष्य में वितरणयोग्य और implantable हैआबादी, 10) एक स्वीकार्य शोर स्तर की है, 9) एक बार रखा तय रहता है 11) प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य कार्य किया है, 12), एक उचित जीवन भर के लिए अपनी कार्यक्षमता का कहना है इसकी सामान्य वर्ग के साथ संगत, 13) एक उचित शेल्फ के लिए अपनी कार्यक्षमता और बाँझपन बनाए रखता है दाखिल करने से पहले जीवन. "11. मौजूदा वाल्व कृत्रिम अंग की कमियों के कुछ संभावित एक बहुलक वाल्व को दूर किया जा सकता है. biocompatible पॉलिमर biostability, विरोधी हाइड्रोलिसिस, विरोधी ऑक्सीकरण, और इस तरह के रूप में लाभप्रद यांत्रिक गुणों के आधार पर शीर्ष पद के उम्मीदवारों पर विचार किया गया है , उच्च शक्ति और viscoelasticity. विशेष रूप से, elastomeric पॉलिमर Elastomers नरम ऊतक गुणों की नकल के अनुरूप किया जा सकता है. देशी वाल्व गतिशीलता जैसी विरूपण सामग्री प्रदान कर सकता है, और वे जैव सहिष्णु हैं और उस मिलकर सामना कर सकते हैं कि उपलब्ध केवल कृत्रिम सामग्री हो सकती है vivo में, तरल पदार्थ से प्रेरित, flexural और तन्यता तनाव, अभी तक, स्वस्थ दिखने में एक तरह से स्थानांतरितदेशी वाल्व प्रस्ताव. इसके अलावा, elastomers के बड़े पैमाने पर उत्पादन आसानी से संग्रहीत आकार की एक किस्म में, लागत प्रभावी उपकरणों के होने की उम्मीद कर रहे हैं और संरचनात्मक रूप से रेशेदार सुदृढीकरण के साथ संवर्धित किया जा सकता है हो सकता है.
एक सप्ताह में तीन पत्रक वाल्व इकट्ठा करने के लिए बहुलक सामग्री के उपयोग की अवधारणा नई नहीं है और सीमित वाल्व स्थायित्व की वजह से बड़े पैमाने पर छोड़ दिया गया है, जो पिछले 50 वर्षों में 12, पर कई शोध जांच का विषय रहा है. हालांकि, उपन्यास निर्माण के तरीके 13,14 के आगमन के साथ, बहुलक सामग्री 15,16 और transcatheter वाल्व तकनीक के साथ बहुलक वाल्व के विकल्प के संभावित सहज एकीकरण के सुदृढीकरण, हाल ही में एक संभावित रूप बहुलक वाल्व के विकास में एक नए सिरे से रुचि और गतिविधि नहीं हुई है वर्तमान में उपलब्ध वाणिज्यिक वाल्व के लिए व्यवहार्य विकल्प. इस रोशनी में, हाइड्रोडायनामिक कार्यक्षमता का आकलन करने के लिए इन वाल्व के परीक्षण को सक्षम करने के लिए एक प्रोटोकॉल पहला कदम हैमूल्यांकन की प्रक्रिया में है, अभी तक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नाड़ी सिम्युलेटर प्रणाली आम तौर पर त्रिकोणीय पत्रक वाल्व डिजाइन को समायोजित करने के लिए सुसज्जित आने और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हृदय वाल्व (जैसे झुकने डिस्क, द्वि पत्रक यांत्रिक हृदय वाल्व) सम्मिलित करने के लिए एक कुंडलाकार रिक्ति शामिल नहीं है. दूसरे, बहुलक वाल्व जिसका हाइड्रोइनेमिकस केवल एक रिश्तेदार संदर्भ में मूल्यांकन किया जा सकता है एक उभरती हुई प्रौद्योगिकी रहे हैं. देशी हृदय वाल्व दबाव और प्रवाह डेटा उपलब्ध है, भले ही इसके लिए खाते में इतनी के रूप में बहुलक वाल्व का मूल्यांकन किया जाता है कि एक ही काँपने के गुणवाला सिम्युलेटर का उपयोग, मानव वाल्व को जैविक रूप से समान हैं जो देशी महाधमनी सुअर का वाल्व, का परीक्षण करने के लिए महत्वपूर्ण है प्रणाली निर्भर हो सकता है कि माप मतभेद. इस प्रकार, इस अध्ययन के लक्ष्य के लिए एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नाड़ी सिम्युलेटर त्रिकोणीय पत्रक वाल्व निर्माणों को समायोजित करने और व्यवस्थित ढंग से एक रिश्तेदार ऑन में बहुलक वाल्व हाइड्रोडायनामिक मेट्रिक्स का मूल्यांकन करने के लिए एक विधानसभा से लगाया जा सकता है कि कैसे प्रदर्शित करने के लिए थाएक्सटेंशन यांत्रिक और देशी सुअर का हृदय वाल्व समकक्षों की तुलना में. हमारे मामले में, उपन्यास त्रिकोणीय पत्रक सिलिकॉन बहुलक वाल्व पहले बहुलक वाल्व समूह शामिल फ्लोरिडा 13 विश्वविद्यालय में विकसित की है.
Protocol
Representative Results
Discussion
इस अध्ययन में, हम बहुलक और देशी सुअर का वाल्व की कि हाइड्रोडायनामिक परीक्षण किया जा सकता है ताकि त्रिकोणीय पत्रक वाल्व geometries में समायोजित करने के लिए एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध स्फुरणशील अनुलिपित्र इ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
फ्लोरिडा विश्वविद्यालय से एक बीज अनुदान – कॉलेज ऑफ मेडिसिन कृतज्ञता स्वीकार किया है. एनआईएच / NIGMS R25 GM061347: वैज्ञानिक वृद्धि (MBRS में वृद्धि) फेलोशिप के लिए शोध पहल – ग्रेजुएट अध्ययन (मैनुअल सेलिनास) जैव चिकित्सा अनुसंधान कार्यक्रमों में एक अल्पसंख्यक अवसरों के माध्यम से समर्थित थे. फ्लोरिडा अंतर्राष्ट्रीय विश्वविद्यालय के माध्यम से वालेस एच. कल्टर फाउंडेशन की ओर से वित्तीय सहायता, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग विभाग भी आभार स्वीकार किया है. Kamau पियर, मलाकी Suttle, केंडल आर्मस्ट्रांग और अब्राहम अल्फोंसो: अंत में, लेखकों प्रयोगात्मक प्रक्रिया के विभिन्न चरणों के दौरान उनकी सहायता के लिए निम्नलिखित छात्रों धन्यवाद.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Pump | ViVitro Labs | http://vivitrolabs.com/products/superpump/ | |
| Flow Meter and Probe | Carolina Medical | Model 501D | http://www.carolinamedicalelectronics.com/documents/FM501.pdf |
| Pressure Transducer | ViVitro Labs | HCM018 | |
| ViVitro Pressure Measuring Assembly | ViVitro Labs | 6186 | |
| Valve holder | WB Engineering | Designed by Florida International University. Manufactured by WB Engineering | |
| Pulse Duplicator | ViVitro Labs | PD2010 | http://vivitrolabs.com/wp-content/uploads/Pulse-Duplicator-Accessories1.pdf |
| Pulse Duplicator Data Acquisition and Control System, including ViViTest Software | ViVitro Labs | PDA2010 | http://vivitrolabs.com/products/software-daq |
| Porcine Hearts and Native Aortic Valves | Mary's Ranch Inc | ||
| Bi-leaflet Mechanical Valves | Saint Jude Medical | http://www.sjm.com/ | |
| High Vacuum Grease | Dow Corning Corporation | http://www1.dowcorning.com/DataFiles/090007b281afed0e.pdf | |
| Glycerin | McMaster-Carr | 3190K293 | 99% Natural 5 gal |
| Phosphate Buffered Saline (PBS) | Fisher Scientific | MT21031CV | 100 ml/heart |
| Antimycotic/Antibiotic Solution | Fisher Scientific | SV3007901 | 1 ml in 100 ml of PBS/heart; 20 ml for ViVitro System |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S3014-500G | 9 g/L of deionized water |
| Deionized Water | EMD Millipore Chemicals | Millipore Deionized Purification System. 1.3 L for ViVitro System, 200 ml for heart valve dissection process |
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