Transcatheter Strategies for Leaflet Extension to Treat Mitral Regurgitation

摘要/项目总结 缺血性二尖瓣返流（IMR）是血液通过二尖瓣返流，发生在存活时间超过10年的患者中。 心肌梗塞或慢性缺血性心脏病。 2.7数百万美国人患有这种疾病， 逐渐发展为充血性心力衰竭。 他们的住院率更高， 有猝死的危险。及时纠正IMR可以阻止不利的心室重构，但目前 修复IMR的技术需要心脏直视手术，这对这些患者来说是一个危险的手术。几个经导管 正在制定战略，但所有这些战略都显示出效果不佳， 手术复杂性导致的返流或修复失败。 我们假设，最有效的， 纠正IMR的持久技术是在返流部位延长自体瓣叶长度， 恢复收缩期瓣叶边缘平行化，从而恢复接合并有效地 淘汰 我们开发了一种新型的，柔性的，覆盖有膨胀聚四氟乙烯的镍钛合金植入物， 其当在前或后二尖瓣小叶上展开时延伸小叶架并恢复 瓣叶接合。 该器械整合到自体瓣叶中，并在4- 16周内形成组织包封， 内皮化组织永久地增加了用于IMR校正的天然小叶长度。强初步 已经在离体和猪模型中产生了支持该概念的可行性和安全性的数据。在 在R 01应用中，我们建议进一步推进这一概念，重点是优化器件设计 以最好地恢复瓣膜功能并保持瓣膜力学。提出了三个目标：优化（目标1） 器械特征可实现最佳IMR减少和最高瓣叶接合，同时保留自体瓣膜 力学和流体动力学;研究（目标2）在纠正IMR中器械的耐久性， 进行性重塑LV，研究慢性器械愈合和组织重塑，并测量 该器械在猪体内的血栓形成潜力;研究和（目标3）开发一种用于成像的经房间隔输送导管 在二尖瓣上引导器械展开，并评估该手术在以下方面的安全性和有效性： 猪。我们已经组建了一个具有生物医学设备设计经验的多学科协作团队 计算组织和流体力学，动物模型和成像，以及临床经验 在具有创新心脏研究历史的环境中进行经导管瓣膜治疗。存在高 该技术的临床转化潜力，拟议的工作将优化该技术， 降低故障模式和风险。 实现拟议目标将大大改善 修复缺血性二尖瓣返流的治疗选择，这是一个高度平移的终点， 解决了重大的未满足的临床需求。

ABSTRACT/PROJECT SUMMARY  Ischemic mitral regurgitation (IMR) is reflux of blood through the mitral valve, developing in patients surviving a  myocardial  infarction  or  chronic  ischemic  heart  disease.  2.7  million  Americans  suffer  from  this  condition  and  progressively  develop  congestive  heart  failure.  Their  hospitalization  rates  are  higher  and  they  present  with  significant risk of sudden death. Timely correction of IMR can halt adverse ventricular remodeling, but current  techniques to repair IMR require open-­heart surgery, a risky procedure in these patients. Several transcatheter  strategies  are  in  development,  but  all  of  them  have  demonstrated  poor  outcomes  with  significant  remnant  regurgitation  or  repair  failure  due  to  procedural  complexity.  We  hypothesized  that  the  most  effective  and  durable  technique  to  correct  IMR  is  by  extending  the  native  leaflet  lengths  at  the  site  of  the  regurgitation,  restoring  systolic  leaflet  edge  parallelization,  so  that  coaptation  is  restored  and  regurgitation  is  effectively  eliminated.  We  developed  a  novel,  flexible;;  nitinol  implant  covered  with  expanded  polytetrafluoroethylene,  which  when  deployed  on  the  anterior  or  posterior  mitral  valve  leaflet  extends  the  leaflet  shelf  and  restores  leaflet  coaptation.  The  device  integrates  into  the  native  leaflet  with  tissue  encapsulation  over  4-­6  weeks,  and  the endothelialized tissue permanently adds to the native leaflet length for IMR correction. Strong preliminary  data supporting the feasibility and safety of this concept have been generated in ex vivo and swine models. In  this R01 application, we propose to advance this concept further, with a focus on optimizing the device design  to best restore valve function and preserve valve mechanics. Three aims are proposed -­ (Aim 1) Optimize the  device features to achieve best IMR reduction and highest leaflet coaptation, while preserving the native valve  mechanics  and  fluid  dynamics;;  (Aim  2)  investigate  the  durability  of  the  device  in  correcting  IMR  in  a  progressively  remodeling  LV,  investigate  chronic  device  healing  and  tissue  remodeling,  and  measure  the  thrombotic  potential  of  the  device  in  swine;;  and  (Aim  3)  develop  a  trans-­septal  delivery  catheter  for  image  guided  deployment  of  the  device  on  the  mitral  valve,  and  assess  the  safety  and  efficacy  of  this  procedure  in  swine. We have assembled a collaborative, multidisciplinary team with experience in biomedical device design  & engineering, computational tissue and fluid mechanics, animal models and imaging, and clinical experience  in transcatheter valve therapies, in an environment with a history of innovative cardiac research. There is high  potential  for  clinical  translation  of  this  technology,  and  the  proposed  work  will  optimize  the  technology  and  mitigate  the  failure  modes  &  risks.  Completion  of  the  proposed  aims  will  result  in  a  significantly  better  therapeutic  option  to  repair  ischemic  mitral  regurgitation,  which  is  a  highly  translational  end-­point  and  will  address a significant unmet clinical need.