Caracterización completa de la electroporación del tejido cardíaco dependiente de la forma de onda para la ablación...

Área de la Ciencia:

• La biofísica
• Ingeniería biomédica
• Investigación cardiovascular

Sus antecedentes:

• La ablación de campo pulsado (PFA) ofrece una alternativa más segura a la ablación térmica para las arritmias cardíacas.
• La formación incompleta de lesiones transmurales y las altas tasas de recurrencia (~30%) limitan la eficacia de la PFA.
• La electroporación altera significativamente la conductividad del tejido, afectando la distribución del campo eléctrico durante la PFA.

Objetivo del estudio:

• Caracterizar las propiedades eléctricas dependientes de la electroporación del tejido cardíaco a través de una gama de formas de onda de ablación de campo pulsado (PFA).
• Para determinar los umbrales de campo eléctrico letal para los cardiomiocitos humanos.
• Mejorar los modelos predictivos para la profundidad y eficacia de las lesiones por PFA.

Principales métodos:

• Se utilizó una red neuronal entrenada en modelos de elementos finitos de electroporación para derivar curvas de conductividad.
• Se caracterizó la conductividad dependiente de la electroporación para anchos de pulso (0,5 100 μs) y campos eléctricos (100 2500 V / cm).
• Los umbrales de campo eléctrico letal se evaluaron in vitro utilizando cardiomiocitos humanos en un hidrogel.
• Las simulaciones en modelos de tejido auricular y ventricular incorporaron curvas y umbrales derivados para evaluar los efectos de la forma de onda en la profundidad de la lesión.

Principales resultados:

• Se caracterizaron las primeras curvas de conductividad dependientes de la electroporación para el tejido cardíaco a través de parámetros PFA clínicamente relevantes.
• Se observó una disminución de la conductividad eléctrica a granel y el umbral del campo eléctrico con el aumento del ancho de pulso; la conductividad electroporada se mantuvo constante.
• Se encontró una fuerte correlación lineal entre los umbrales de campo eléctrico in vitro y de tejido.
• Las simulaciones demostraron efectos dependientes de la forma de onda en la profundidad de la ablación en modelos de tejido auricular y ventricular.

Conclusiones:

• La electroporación influye significativamente en la distribución del campo eléctrico durante el PFA, lo que requiere su inclusión en modelos predictivos.
• Las curvas de conductividad caracterizadas y los umbrales letales proporcionan datos cruciales para optimizar el diseño y los parámetros de tratamiento del dispositivo PFA.
• El modelado preciso que incorpora la electroporación puede mejorar la formación de lesiones transmurales y potencialmente reducir las tasas de recurrencia de PFA.