基于MRI心脏瓣膜支架建模的比较及分析

背景:当前心脏瓣膜手术所用的人工瓣膜有生物瓣膜和机械瓣膜,生物瓣膜瓣架的设计与加工决定了生物瓣膜的造型,从而决定了生物瓣膜的使用寿命。目的:根据空间几何方程构建出不同的瓣叶及瓣架模型,通过对比不同瓣叶及瓣架的变形及应力分布情况,获得一种较为合理的瓣架模型,再通过3D打印技术得到实体模型。方法:根据心脏瓣叶和瓣架的几何模型和数学模型绘制出抛物与椭圆2种心脏瓣架模型,用三维建模对心脏瓣膜瓣架建模,通过双向流固耦合分析研究瓣架在血液流场中的受力及变形。选择心脏瓣膜支架的打印方式和合适的打印材料,实现心脏瓣膜瓣架的3D打印成型。结果与结论:抛物瓣架与椭球瓣架的变形、最大主应力和最大剪切应力的分布规律相同,椭球瓣架的变形和所受应力都大于抛物瓣架,最大主应力和最大剪切应力都主要集中在瓣架与瓣叶结合的部分,瓣架的总变形、最大主应力和最大剪切应力都随着瓣架直径的增大而减小。

球扩式介入主动脉瓣膜支架的抗迁移力学行为

目的 研究球扩式主动脉瓣膜支架植入后的抗迁移力学行为。方法 建立球扩式瓣膜支架介入主动脉瓣膜后的抗迁移力学模型,采用数值模拟方法研究不同瓣环椭圆率、摩擦因数、瓣膜支架材料及自体瓣叶钙化情况对瓣膜支架抗迁移力的影响规律。结果 当主动脉瓣环椭圆率为0.2、0.3、0.4、0.5时,对应的最大抗迁移力分别为12.37、10.94、8.50、4.75 N;当摩擦因数为0.1、0.2、0.3时,瓣膜支架的最大抗迁移力分别为8.98、11.00、13.10 N;L605钴铬合金制成的瓣膜支架的锚定性要优于316L不锈钢制成瓣膜支架的锚定性,其对应的最大抗迁移力分别为13.10、9.82 N;当自体瓣叶发生钙化时,最大抗迁移力为13.1 N,而未钙化时最大抗迁移力仅为5.51 N,相比而言降低了57.9%。结论 随着主动脉瓣瓣环椭圆率不断增大,瓣膜支架的锚定性逐渐降低;随着瓣膜支架与组织间的摩擦因数不断增大,最大抗迁移力也不断增大;L605钴铬合金制成的瓣膜支架比316L不锈钢制成瓣膜支架的锚定性能优异;瓣膜发生钙化情况下瓣膜支架的锚定性要优于未发生钙化时的锚定性。研究结果为抗迁移瓣膜支架的结构设计和临床选择提供重要的科学依据。

三种去细胞方法构建的猪主动脉瓣膜支架的性能比较

目的:评价不同去细胞方法制备的猪主动脉瓣支架的组织学、生物力学特性及组织相容性,寻找更合适的去细胞心脏瓣膜支架制备方法。方法:分别采用3种不同的去细胞方法对新鲜猪主动脉瓣叶及带瓣主动脉管道进行脱细胞处理:0.01%胰蛋白酶+1%Triton+核酸酶组用含有0.01%胰蛋白酶-1%Triton和核酸酶的去细胞溶液37℃持续震荡24h;0.01%胰蛋白酶8h+1%脱氧胆酸(DCA)+核酸酶组先用0.01%胰蛋白酶37℃持续震荡消化处理8h,终止胰酶后加入含有1%DCA和核酸酶的去细胞溶液37℃持续震荡24h;1%DCA+核酸酶32h组:用含有1%DCA和核酸酶的去细胞溶液37℃持续震荡32h;同时以PBS漂洗的新鲜瓣叶作为对照组。通过H-E染色、扫描电镜和透射电镜观察评价去细胞效果。测定瓣叶弹性模量、最大抗张强度、应力伸长比及断裂伸长比以评价各组瓣叶的生物力学特性。大鼠皮下包埋实验评价去细胞支架的免疫源性、体内炎性反应及改建情况。结果:0.01%胰蛋白酶8h+1%DCA+核酸酶组细胞去除完全,优于0.01%胰蛋白酶+1%Triton+核酸酶组和1%DCA+核酸酶32h组。所制备瓣膜支架的弹性模量及最大抗张强度大于0.01%胰蛋白酶+1%Triton+核酸酶组。应力伸长比及断裂伸长比则小于0.01%胰蛋白酶+1%Triton+核酸酶组,与新鲜瓣叶无明显差异。体内埋植实验炎症反应轻微,宿主成纤维细胞能够长入支架并对其进行改建。结论:短时间低浓度胰蛋白酶与1%DCA和核酸酶相结合的去细胞法方便有效,既能完全去除猪带瓣主动脉管道的细胞成分,使免疫源性显著下降;同时瓣叶的生物力学特性保持稳定,可为受体细胞化组织工程心脏瓣膜的提供可靠的支架材料。

胶原膜、聚乙醇酸/聚乳酸共聚物在组织工程心脏瓣膜支架材料中的应用

目的将活细胞种植于可生物降解的瓣膜支架上,制造出一种组织相容性好,不需抗凝,具有修复能力,且支持患者终生的理想心脏瓣膜。方法胶原膜和聚乙醇酸/聚乳酸共聚物(PGLA)在皮下包埋和种植细胞生长做对照实验。结果胶原膜皮下包埋8周仍保持膜状结构,8～12周完全降解,且生物相容性优于聚乙醇酸/聚乳酸共聚物(PGLA)。结论胶原膜适于组织工程心脏瓣膜支架材料的应用。

应用猪主动脉去细胞瓣膜支架体外构建组织工程心脏瓣膜

目的 探讨应用猪去细胞瓣膜支架体外构建组织工程心脏瓣膜的可行性。 方法 采用去垢剂、渗透压改变和核酸酶消化的方法制备猪主动脉瓣去细胞瓣膜支架 (实验组 ) ,用去内皮细胞主动脉瓣作对照 (对照组 ) ,并对两组含水量、可溶性蛋白含量、热皱缩温度、力学性能和组织相容性进行测定。培养犬主动脉壁间质细胞和内皮细胞 ,将其种植于实验组去细胞支架上 ,观察细胞生长情况 ,并测定内皮细胞合成前列环素的功能。 结果 实验组瓣膜细胞成分完全从瓣膜中去除 ,与对照组新鲜瓣膜相比 ,含水量增高 (P<0 .0 5 ) ,可溶性蛋白含量减少 (P<0 .0 5 ) ,热皱缩温度和抗张强度无明显变化。实验组瓣膜组织相容性试验显示 ,材料组织相容性好 ,体内降解时间为 10周 ;犬主动脉壁间质细胞和内皮细胞在瓣膜表面生长良好 ,内皮细胞具有合成分泌前列环素的功能。 结论 采用去垢剂、渗透压改变和核酸酶消化的方法制备猪主动脉瓣去细胞瓣膜支架 ,在去除细胞和可溶性蛋白质的同时保持了瓣叶的基本结构和力学性能 ;以其为支架体外构建组织工程心脏瓣膜的细胞不仅能在材料表面生长 ,还能合成、分泌血管活性物质 ,是具有生理功能的组织工程心脏瓣膜。

外科植入式人工生物心脏瓣膜支架疲劳性能的研究方法

对一种国产外科植入式人工生物心脏瓣膜支架(SIHVS)的体外疲劳耐久性能进行了初步评估。试验中以国产SIHVS为试验样品,参考检验标准GB 12279-2008和ISO 5840-2:2015,制定了该试验的测试方案,采用动态疲劳试验机在SIHVS端部施加0.365 mm的径向位移,经过4亿次加速疲劳试验后观察SIHVS表面。结果显示,SIHVS结构完整,未出现断裂、明显磨损、丝材与套管松脱、结构扭曲变形、裂纹和明显的凹坑现象。这说明,SIHVS结构达到了植入物预期的疲劳性能要求。

带瓣膜支架治疗主动脉瓣狭窄的研究进展

心血管瓣膜疾病是一种越来越常见的心血管疾病,严重威胁着患者的健康,影响着患者的生活质量。带瓣膜支架作为一项新兴的技术,有着其它方式不能替代的优势,越来越受到医学工作者的重视而逐渐应用于临床。虽然目前该技术还存在着一些问题,但相信随着技术的不断发展与成熟,带瓣膜支架技术会在心血管瓣膜治疗领域拓展出一片广阔的天地。现就该技术在治疗主动脉瓣狭窄中的研究进展作一综述。

一种新型的对冠脉无影响的主动脉瓣膜支架(英文)

目的通过体外测试和动物实验,采用经导管逆行主动脉瓣植入的方法,评价一种新型主动脉瓣膜支架的可行性和安全性。方法采用猪的心包制作一种新型主动脉瓣膜支架。所有支架在体外均进行流体力学、扩张和释放实验。将这些支架采用逆行经导管的方法植入6头猪体内。这些猪在植入12 h后进行分析。结果离体实验显示这种新型主动脉瓣膜支架的瓣叶的闭合是有效的,支架可以通过导管释放,然后完全开展并迅速固定。左右冠状动脉血流量在瓣膜支架植入后没有显著的变化。在体内试验中,逆行经导管植入主动脉瓣膜支架于6头猪体内。然后,有一头猪在植入10 h候因为支架没有完全打开导致死亡。在其余5头猪中,瓣膜支架打开良好,无主动脉瓣逆流,也没有血栓形成。结论该新型主动脉瓣膜支架稳定性好,可以避免瓣叶对冠状动脉的影响。

经导管主动脉瓣置换术中自膨式瓣膜支架释放预测与实际投照角度的差异性分析

目的探讨经导管主动脉瓣置换术(TAVR)术前应用多层计算机断层摄影(MSCT)预测投照角度与术中实际投照角度的差异,总结TAVR术中自膨式瓣膜支架释放的最佳投照角度的经验。方法回顾性分析2016年4月至2018年6月因有严重症状的主动脉瓣狭窄在广东省人民医院接受TAVR治疗的38例患者。收集基线资料、术前评估、手术情况。比较自膨式瓣膜支架释放的预测投照角度与术中实际投照角度的差异,以患者左右为横轴,头尾为纵轴。定义预测投照角度与术中实际投照角度的差异超过10°为有差异。定义预测投照角度与术中实际投照角度横轴和纵轴差异均有统计学意义为完全不相同,横轴或纵轴差异均无统计学意义为完全相同。结果预测投照角度与实际投照角度完全相同有14例(36.8%),完全不相同共13例(34.2%)。其中完全相同患者均为三叶式主动脉瓣且无横位心,而完全不相同患者均为为二叶式主动脉瓣且横位心。进一步对患者预测投照角度与术中实际投照角度进行配对样本t检验,发现两者横轴上差异无统计学意义[(8.18°±14.68°)比(9.18°±11.25°),P=0.712],而实际投照角度与预测投照角度在纵轴上差异有统计学意义[(–17.05°±11.56°)比(–6.58°±15.17°),P<0.001],较预测投照角度向足位偏移。结论实现TAVR中自膨式瓣膜支架的精准定位时,应当考虑个体化差异(瓣叶分型和是否横位心)和自膨式瓣膜支架因输送系统回直力造成与预测基线偏移且顺应性较差难以调整的特点,在瓣膜支架释放的最佳投照角度的预测和选择时进行适当的角度补偿,有助于完善TAVR术前评估准备工作,并提高手术成功率。

有限元在心脏瓣膜支架设计中的应用

通过SolidWorks建立某心脏瓣膜支架的三维模型,用Abaqus对瓣膜支架压握入鞘过程与疲劳情况进行分析,得到支架的应变分布和疲劳性能.结果可以判断支架设计的优劣,为支架优化设计提供参考.

经导管主动脉瓣置换术治疗无支架生物瓣膜结构性衰败1例

由于生物瓣膜不需要长期抗凝的特点,外科应用生物瓣膜治疗主动脉瓣功能障碍的患者比例不断增加。然而,由于瓣膜衰败等因素影响,生物瓣膜寿命较短,二次外科手术的风险高,尤其是在老年患者中。瓣中瓣经导管主动脉瓣置换术(ViV-TAVR)是外科生物瓣膜衰败后、患者二次外科手术可行的替代方案。目前世界上大多数ViV-TAVR手术多是TAVR失败的一种补救措施,而无支架外科生物瓣膜X线标记物,对介入治疗可能更具挑战性。本文报道1例无支架生物瓣膜衰败后于X线引导下行经导管主动脉瓣置换术。因此术前全面CT检查对整体手术过程具有重要参考价值,该病例对临床上的类似情况提供新的思路。

新型可回收自膨胀支架瓣膜置换肺动脉瓣的动物实验研究

目的:评价新型可回收自膨胀型肺动脉支架瓣膜经胸微创置换肺动脉瓣膜的可行性、安全性和有效性。方法:健康清洁级实验猪12只,随机分三组,A组:3只,仅行单纯小切口开胸手术;B组:3只,开胸经球囊损伤肺动脉瓣建立反流模型;C组:6只,开胸穿刺右心室前壁置入带瓣膜支架置换自身肺动脉瓣膜。术后行心血管造影(DSA)及超声检查评估瓣膜功能,最后放血处死,取心、肝、脾、肺、肾和脑等重要器官行肉眼、光镜及钙含量检查。结果:12只实验猪手术均获成功。心血管造影、超声证实:B组成功建立肺动脉瓣反流模型,;C组置入支架瓣膜位置满意,启闭良好、无反流,未见血栓及赘生物形成;与术前相比,B组右心室容积明显增大、射血分数显著降低;A组和C组血流动力学指标则无明显差异。肉眼:瓣膜位置良好,锚定牢靠;光镜:内皮细胞形态饱满、排列有序的覆盖支架瓣膜,未见钙化灶及周围组织炎症反应,肝、脾、肺、肾、脑等重要器官未见血栓形成。结论:可回收自膨胀型肺动脉支架瓣膜经胸微创置换肺动脉瓣膜方法可行,手术成功率高,无相关并发症,效果理想。

组织工程心脏瓣膜：去细胞瓣膜支架及其应用

在过去的十余年中，组织工程心脏瓣膜（TEHV）成为是瓣膜外科的研究热点之一。TEHV理论上能克服现有机械瓣和生物瓣的不足，具有生长性、不需抗凝、不易退行性变和钙化等优点，因而有广阔的临床应用前景。用于构建TEHV的支架主要是高分子材料和天然去细胞材料，其中天然去细胞支架近年来越来越多的被用于构建TEHV。本文就去细胞瓣膜支架的重要相关特性和应用做一综述。

新型带瓣膜主动脉瓣球囊扩张支架的研制及测试

目的通过体外测试评价新型带瓣膜主动脉瓣球囊扩张支架及输送装置的各项性能,为下一步动物体内实验提供依据。方法支架材料采用钴基合金,设计成圆柱形网状结构。人工瓣膜取材于经处理的新鲜牛心包,将人工瓣膜缝合在支架上制成带瓣膜主动脉支架。使用人工心脏瓣膜脉动流测试仪和人工心脏瓣膜加速疲劳测试仪,分别对带瓣膜支架瓣叶材料脉动流和人工瓣膜耐疲劳情况进行测试。将带瓣膜支架压缩至自行研制的输送装置的球囊上,取离体羊心脏标本,经升主动脉将支架直视下置入羊主动脉瓣位置,扩张球囊释放支架,注水观察瓣膜功能。结果人工瓣膜瓣叶脉动流测试结果表明人工瓣膜启闭良好,无明显反流,符合生理需求。人工瓣膜耐疲劳测试结果表明瓣膜耐疲劳性能良好。带瓣膜支架经压缩后可通过输送鞘管送入离体羊主动脉瓣,支架释放后可牢固地置于羊主动脉瓣位置,人工瓣膜启闭功能良好。结论带瓣膜支架设计合理,性能良好,可用于动物经导管主动脉瓣置入实验。

应用Xcor瓣膜系统行经心尖的经导管主动脉瓣置换术1例

1资料与方法1.1患者资料患者,男性,65岁。因“反复胸闷气短4年,加重1个月”入院。患者分别于13年前和4年前行冠状动脉造影术和支架植入术。查体:体温36.2℃,心率84次/min,律齐,呼吸19次/min,血压142/74 mmHg;神志清,口唇未见发绀。实验室检查示:血红蛋白136 g/L,血小板计数146×10~9/L,肌钙蛋白T 0.068μg/L,血肌酐88μmol/L,白蛋白36.6 g/L。心电图结果显示为窦性心律(心率84次/min,Ⅲ、a VF呈qr型,q>0.04 s;ST Ⅰ、Ⅱ、a VL、Ⅲ、V4~V6下移0.05~0.1 mV)。心脏彩色超声提示:主动脉瓣明显增厚钙化伴重度狭窄,合并中度反流,射血分数为54%。CT血管造影(CT angiography,CTA)提示:主动脉瓣为四叶式,瓣环径24.3 mm,左室流出道宽度为25.3 mm,窦管交界28.1 mm。

非体外循环下行二尖瓣可压缩性支架瓣膜置换术的新进展

随着人工心脏瓣膜在材料、性能和耐久性等方面的不断进步,瓣膜置换术的手术成功率大大提高,成为治疗严重心脏瓣膜病变最成熟、有效的方法。传统设计的瓣膜需要在体外循环下置入体内,手术创伤大、并发症多,且存在较多的手术禁忌证。近年来,微创瓣膜置换术取得了突破性进展,可经皮置入的肺动脉和主动脉可压缩性支架瓣膜已先后成功地应用到临床,但非体外循环下二尖瓣可压缩性支架瓣膜置换术仍处于起步阶段。现就将二尖瓣可压缩性支架瓣膜置换术的最新研究进展作以综述。

组织工程心脏瓣膜中去细胞瓣膜支架的研究进展

目前心脏瓣膜置换术仍是治疗终末期心脏瓣膜病最有效的方法[1].临床上常用的心脏瓣膜置换物多为机械瓣膜与生物瓣膜,但都不能达到理想瓣膜的效果[2-3].理想的心脏瓣膜置换物应符合正常人体心脏瓣膜的特点,应具有良好的生物相容性、力学性能、生长重建能力,并在重建的过程中不产生任何毒性物质[4].随着组织工程技术的发展,组织工程心脏瓣膜（tissue engineering heart valve,TEHV）日益受到人们的关注,理论上TEHV不仅能克服机械瓣膜和生物瓣膜的不足,而且具有自我重构和更新的能力.

非缝合式无支架异种主动脉生物瓣膜的研制

目的:研制新型非缝合式无支架异种主动脉生物瓣膜,在体外对其功能进行初步研究。方法:将猪主动脉瓣缝合到NiTi形状记忆合金支架上,在离体猪心脏内置入新型瓣膜,肉眼及彩超下观测瓣膜闭合、冠状动脉血流及瓣周漏情况。通过TH-1200型人工心脏瓣膜脉动流测试系统测定25#非缝合式无支架异种主动脉生物瓣膜平均跨瓣压差、返流百分比、瓣膜开口面积。结果:新型瓣膜能较简单的植入离体猪心脏内。且不同压力(80～250 mmHg)下,瓣膜闭合良好,无明显瓣周漏,冠状动脉血流良好;心脏彩超检测瓣周结构与主动脉壁之间可见无回声间隙,无明显的瓣周漏。体外脉动实验提示新型瓣膜与机械瓣膜相比跨瓣压差小,返流少,开口面积大。结论:该型瓣膜制备相对简单,具有血流动力学良好,跨瓣压小,无需抗凝等优点,可简化手术操作,降低手术难度。

奶嘴形主动脉瓣支架经导管植入动物实验研究

目的探讨经导管植入奶嘴形带瓣膜主动脉瓣支架置换动物主动脉瓣的可行性。方法选择健康实验山羊3只,全麻下分离腹主动脉,经腹主动脉穿刺送入加硬导丝至左心室建立轨道。透视下沿加硬导丝将预载有奶嘴形支架的20 F输送鞘管的头端送至左心室内,缓慢后撤外鞘,定位准确后释放整个支架,手术后即刻观察实验效果。结果3只实验羊经导管主动脉瓣植入术均获得成功,术后即刻DSA及解剖学评价表明人工主动脉瓣膜植入位置理想,代替原瓣膜工作。结论新型奶嘴形主动脉瓣支架经导管植入可行,操作简单,效果理想。