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Updated: Jun 23, 2025
09:09
In Silico Clinical Trials for Cardiovascular Disease
Published on: May 27, 2022
1.7K
脉冲电场性能计算器工具基于一个人体心脏模型in vitro
Maura Casciola1, Abouzar Kaboudian1, Tromondae K Feaster1
1Office of Science and Engineering Laboratories, Center for Devices and Radiological Health, United States Food and Drug Administration, Silver Spring, MD, United States.
Frontiers in physiology
|June 24, 2024
概括
研究人员开发了一种使用人类干细胞衍生心肌细胞的新方法,以确定脉冲场切除 (PFA) 心脏治疗的最佳参数. 这项研究有助于确定致命的电场值,以获得更安全,更有效的心脏除装置.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 心血管研究研究心血管研究
- 细胞电生理学 细胞电生理学
背景情况:
- 脉冲场切除 (PFA) 是一种新的非热心脏切除技术,使用脉冲电场 (PEF) 进行不可逆转的电穿孔.
- 优化PFA需要了解致命电场值 (EFT),由于专有设备参数和缺乏标准化测试,目前不确定.
- 现有的方法往往依赖于动物模型,突出需要可靠的非临床评估方法.
研究的目的:
- 建立一个实验室协议,用于评估双相脉冲参数对致命EFT和心脏剥离过程中的附加热 (AH) 的影响.
- 开发一个开源工具,用于估计各种PFA脉冲参数的致命EFT和温度升高.
主要方法:
- 利用人类诱导的多能干细胞衍生心肌细胞 (hiPSC-CMs) 单层形式评估细胞死亡.
- 评估了一系列临床相关的双相脉冲参数.
- 使用光染料和共聚焦显微镜量化细胞死亡,并通过与数值模拟进行比较来进行致命的EFT.
主要成果:
- 证实了hiPSC-CM细胞死亡与列车中脉冲的数量和持续时间之间的强烈相关性.
- 与脉冲数和持续时间相比,脉冲重复频率对细胞死亡的影响较弱.
- 机器学习算法被用来匹配结果,并开发一个在线计算器来估计致命的EFT和温度升高.
结论:
- 开发的协议和计算器可以帮助确定心脏剥离的最佳PFA参数.
- 这种方法有可能减少在早期设备开发和评估中对动物模型的依赖.
- 通过这些方法推进PFA技术可以改善心脏除手术中的患者结果.
