Wielodyscyplinarna analiza poprzez ocenę morfologiczną i mechaniczną ściany aorty u pacjentów poddawanych chirurgii serca.

1. Selekcja pacjentów Do badania mogą zostać włączeni wszyscy pacjenci poddawani procedurom chirurgii serca wymagającym zastąpienia aorty wstępującej, pod warunkiem podpisania przez nich szczegółowej świadomej zgody. U tych pacjentów (Grupa A), podczas operacji, po rutynowym pobraniu próbek do standardowej oceny histologicznej i/lub biochemicznej, wszystkie pozostałe próbki są zbierane, przechowywane i przesyłane do anonimowych testów mechanicznych na Wydział Inżynierii Lądowej Uniwersytetu w Pawii w celu przeprowadzenia pełnego protokołu badań). Nie będzie żadnych specyficznych przeciwwskazań do włączenia pacjenta do badania, z wyjątkiem przypadków wysokiego zagrożenia biologicznego (tj. pacjentów HCV+). Włączenie pacjenta do badania i pobranie próbek nie będą więc w żaden sposób kolidować z procesem decyzyjnym dotyczącym diagnostyki i terapii. Jako grupę kontrolną, w zależności od uzyskania szczegółowej zgody, włączymy również pacjentów poddawanych transplantacji serca. W tej grupie pacjentów (Grupa B), po zakończeniu kardiotomii, wybrane próbki usuniętej aorty wstępującej zostaną przechowane i przesłane na Wydział Inżynierii Uniwersytetu w Pawii przy użyciu tego samego protokołu. Grupa B może również obejmować próbki z serc dawców, pobrane w czasie transplantacji.

2. Zbiór i przygotowanie próbek Po usunięciu wybranej części aorty wstępującej, zgodnie z procedurą chirurgiczną, próbki do rutynowych badań są pobierane i przygotowywane do oceny histologicznej zgodnie z obowiązującym protokołem. Pozostała część jest dzielona na próbki, które zostaną zidentyfikowane według orientacji i pozycji anatomicznej jako A1, A2 i A3 (odpowiednio część przednia od połączenia ST do części rurkowatej i wreszcie do części dystalnej blisko tętnicy bezimiennej) oraz P1, P2 (odpowiednio część tylna od części proksymalnej do dystalnej).

   Po zidentyfikowaniu wszystkich próbek, będą one przechowywane w izotonicznym roztworze fizjologicznym i przechowywane w lodówce w temperaturze 4°C do momentu przeprowadzenia testów mechanicznych. Wszystkie zostaną zebrane w jednym pudełku oznaczonym numerycznym kodem progresywnym (tj. P1, P2 itp.) bez żadnych dodatkowych informacji dotyczących cech pacjenta. Dane pacjenta i ich korelacja z kodem progresywnym będą dostępne tylko w konkretnej bazie danych, która będzie podlegać bezpośredniej odpowiedzialności głównego badacza badania.

3. Analiza właściwości mechanicznych Mechaniczne jednoosiowe testy wytrzymałości na rozciąganie są przeprowadzane na świeżej próbce "ex vivo" w ciągu 24 godzin od pobrania. Krótko mówiąc, z pełnego cylindra przygotowuje się szereg próbek o kształcie kości dla psa i stosunku długości do szerokości co najmniej 4:1. Próbki są dzielone i identyfikowane według regionu ściany aorty (przednia/większa krzywizna i tylna/mniejsza krzywizna). Liczba próbek uzyskanych od każdego pacjenta jest związana z pierwotnymi wymiarami pobranego cylindra aorty i zazwyczaj waha się od 2 do 13. Kształt kości dla psa umożliwiał centralny wąski obszar, oznaczony dwoma czarnymi markerami. Przed testami mechanicznymi grubość każdej próbki ściany aorty (awTK) jest dokładnie mierzona za pomocą dedykowanego kalibru. Testy są następnie przeprowadzane przy użyciu systemu testowego MTS insight 10 kN (MTS system corporation) z wykorzystaniem jednoosiowej siły obwodowej i/lub podłużnej. Każdy test jest identyfikowany według regionu aorty, z którego pobrano próbkę, oraz kierunku przyłożonej siły. Trzy parametry maksymalnych właściwości mechanicznych zostaną zmierzone: Maksymalne Odkształcenie (Pstr) jako maksymalne odkształcenie przed pęknięciem próbki (wskaźnik elastyczności ściany aorty); Maksymalne Naprężenie (PS) jako maksymalne naprężenie przed pęknięciem próbki (wskaźnik wytrzymałości ściany aorty) oraz Maksymalny Moduł Sprężystości (EM) jako maksymalne nachylenie krzywej naprężenie/odkształcenie (wskaźnik sztywności ściany aorty lub oporu na deformację).
4. Analiza statystyczna Na podstawie poprzedniej serii testów oraz odchylenia standardowego uzyskanego dla trzech głównych mierzonych parametrów mechanicznych: Maksymalnego Odkształcenia, Maksymalnego Naprężenia i Modułu Sprężystości (odpowiednio 0,11 mm, 0,756 MPa i 17,88 MPa) obliczyliśmy wielkość próby 22 pacjentów w każdej grupie, aby wykryć różnicę równą 1sd z mocą (90% błąd i 0,5% błąd). Ponadto, na podstawie liczby pacjentów poddawanych operacji aorty wstępującej w naszym Oddziale w ciągu ostatnich trzech lat (około 100py) oraz cech pacjentów (wiek, płeć, obecność dwupłatkowej zastawki aortalnej), zamierzamy zebrać co najmniej 60-80 pacjentów w ciągu jednego roku i zidentyfikować, z istotną mocą statystyczną, potencjalne różnice w charakterystykach mechanicznych związane z płcią, wiekiem >70 lat i obecnością natywnej zastawki dwupłatkowej.

Podsumowanie opisu analizy statystycznej:

Analiza statystyczna zostanie przeprowadzona przy użyciu oprogramowania statystycznego MedCalc. Zmienne ciągłe będą testowane pod kątem normalności rozkładu za pomocą testów Kołmogorowa-Smirnowa. Zgodnie z wynikiem rozkładu normalnego, zmienne ciągłe będą następnie podsumowane jako średnia plus/minus SD lub mediana [IQR]. Różnice między dwiema grupami (tj. kobieta/mężczyzna, poniżej/powyżej 70 lat, natywna zastawka aortalna dwupłatkowa/trzypłatkowa) będą porównywane za pomocą testu t dla prób niezależnych i analizy wariancji (z testem Bonferroniego) lub testu U Manna-Whitneya i Kruskala-Wallisa w przypadku odpowiednio rozkładu parametrycznego lub nieparametrycznego (p<0,05 uważano za statystycznie istotne). Zależności statystyczne między różnymi zmiennymi ciągłymi (tj. testami mechanicznymi a wiekiem, rozszerzeniem poszerzenia aorty, rozszerzeniem indeksowanego poszerzenia aorty, przedoperacyjną elastycznością aorty obliczoną za pomocą TTE itp.) będą oceniane za pomocą analizy regresji liniowej, przy użyciu współczynnika korelacji Pearsona (r) i przy założeniu istotności wartości p <0,005. Wreszcie, modele regresji wielorakiej (krokowa do przodu) zostaną przeprowadzone w celu zidentyfikowania predyktorów znacznie upośledzonych właściwości mechanicznych (tj. Maksymalne Odkształcenie i Maksymalne Naprężenie <25 percentyl i Moduł Sprężystości >75 percentyl).