Summary
Denne romanen modellen skaper robuste kranieankrene abdominal aorta aneurismer i svin ved hjelp av en kombinasjon av ballong angioplastikk, elastase/kollagenase, aktuell elastase program, og muntlig sammensatte β-aminopropionitrile administrasjon, som forstyrrer kollagen Cross-Linking.
Abstract
Store dyremodeller for å studere abdominal aorta aneurismer er sparsom. Hensikten med denne modellen er å skape reproduserbar, klinisk signifikant kranieankrene abdominal aorta aneurismer (AAA) i svin. For å oppnå dette, bruker vi en kombinasjon av ballong angioplastikk, elastase og kollagenase, og en lysyl oksidase inhibitor, kalt β-aminopropionitrile (BAPN), for å skape klinisk signifikant kranieankrene aorta aneurismer, analogt til menneskelig sykdom.
Noncastrated mannlige svin er matet BAPN i 7 dager før kirurgi for å oppnå en jevn tilstand i blodet. En midtlinjen laparotomy er utført og kranieankrene aorta er circumferentially dissekert. En innledende måling er registrert før blødning induksjon med en kombinasjon av ballong angioplastikk, elastase (500 enheter)/collagenase (8000 enheter), og aktuell elastase anvendelse. Svin er matet BAPN daglig til Terminal prosedyre på enten postoperativ dag 7, 14, eller 28, da det er i ferd med å måles, og vev anskaffet. BAPN + kirurgi Pigs er sammenlignet med Pigs det gjennomgikk kirurgi alene.
Svin behandlet med BAPN og kirurgi hadde en gjennomsnittlig aorta utvidelse av 89,9% ± 47,4% på dag 7, 105,4% ± 58,1% på dag 14, og 113,5% ± 30,2% på dag 28. Pigs behandlet med kirurgi alene fikk viktig mindre aneurismer sammenlignet med BAPN + kirurgi dyrene for dag 28 (pencen < 0,0003). Den BAPN + kirurgi gruppen hadde makroskopisk og immunhistokjemiske bevis på slutten scenen aneurisme sykdom.
Klinisk signifikant kranieankrene AAA kan bli indusert ved hjelp av ballong angioplastikk, elastase/kollagenase og aktuell anvendelse, supplert med oral BAPN. Denne modellen skaper store, klinisk signifikante AAA med kjennetegn på menneskelig sykdom. Dette har viktige implikasjoner for elucidation av AAA patogenesen og testing av romanen terapier og enheter for behandling av AAA. Begrensninger av modellen inkluderer variasjon i BAPN inntatt av svin, kvalitet av elastase, og kostnadene ved BAPN.
Introduction
Ifølge Center for Disease Control (CDC), aorta aneurismer (AA) er en ledende dødsårsak i USA og representerer en betydelig sykdom byrde1. En aorta er definert som en utvidelse av en diskret del av fartøyet lumen med over 50%2. En undergruppe av AA i magen, referert til som abdominal aorta aneurismer (AAA) er en økende bekymring. AAA forblir klinisk stille inntil forestående brudd eller disseksjon, med akutt utbruddet, alvorlige magesmerter generelt være den eneste presenterer symptom3,4. Brudd på AAA er nesten alltid dødelig med en dødelighet på 90%5. Åpen eller endovaskulær kirurgi er det eneste terapeutiske alternativet for pasienter, og kan være en svært sykelig prosedyre. Viktigere, AAA er en av de få kardiovaskulære sykdommer uten medisinsk terapi for kur.
Hittil har mye av forskningen på AAA patogenesen fokusert på gnager modeller, ved hjelp av elastase, som er et enzym som forringer elastin funnet i aorta Media, for å indusere aneurismer. 6,7 men den kliniske translatability av små dyremodeller til humant aneurisme sykdom er begrenset, ettersom evaluering av strukturelle endringer i aorta, og endrede Hemodynamics er begrenset på grunn av størrelsen. På grunn av anatomiske og størrelse likhet, relaterer svin sirkulasjonssystemet bedre med menneskelig biologi enn gnagere8. Store dyremodeller tillate ytterligere forståelse av cellulære mekanismer av sykdommen prosessen, kan brukes utvikle romanen behandlinger på terapeutiske doser for store pattedyr, og teste mekaniske reparasjons enheter, som ikke ville være gjennomførbart i små dyremodeller. I tillegg, den akutte natur gnager modeller ikke gjenskape kronisitet og patologisk karakteristikker av menneskelig aneurisme sykdom.
Kombinasjonen av elastase og en sammensatt kalt β-aminopropionitrile (BAPN) har revolusjonert murine AAA-modeller, ved å skape aneurismer som er større og inneholder sequela av kronisk aneurisme sykdom, inkludert veggmaleri trombe, disseksjon, og brudd9. BAPN er en hemmer av lysyl oksidase, som er avgjørende for kollagen Cross Linking, en avgjørende del av aorta veggen10,11,12. Lysyl oksidase aktivitet avtar med aldring og gitt foreningen av alder og kronisk natur kompliserte AA, BAPN har stort potensial for å eksperimentelt etterligne virkningene av aldring9,13,14. Bruken av BAPN og dens evne til å gjenskape kronisk sykdom i en subakutt setting tilbyr en ny fordel fremfor alternative store dyremodeller av AAA. Sammenlignet med andre etablerte svin AAA-modeller, skaper denne modellen den største aneurismer med kjennetegn ved end-stadium sykdom, og resultatene har tidligere utgitt8,11,15.
Mens overdragelse visse fordeler, er betydelige ressurser og investeringer som kreves for å kunne fullføre denne modellen som kan avskrekke noen etterforskere. Blant disse ressursene inkluderer tilgang til operasjonssaler, kvalifiserte kirurger og anestesi tilbydere, dyr bolig, og veterinær ansatte for å bistå med postoperativ pleie. I tillegg kan kostnaden for BAPN være uoverkommelig dyrt for noen laboratorier.
Få store dyremodeller eksisterer for å studere den komplekse patofysiologi av AAA formasjon og oversette til menneskelig sykdom. Store dyremodeller av AAA er avgjørende for å bidra til å vurdere levedyktigheten til romanen teknologier og behandlinger for menneskelig sykdom. Derfor formålet med denne studien var å skape en reproduserbar modell av avanserte scenen kranieankrene AAA i svin. Begrunnelsen for bruk av BAPN og elastase svin modellen er å bedre forstå patofysiologi av AAA ved å etterligne den kroniske naturen og sequela av menneskelig aneurisme sykdom i en akutt eller subakutt innstilling, samt å teste romanen terapier og enheter for AAA Behandling.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Animal protokoller ble godkjent av University of Virginia institusjonelle Animal Care og use Committee (nr. 3848).
Merk: denne modellen har tidligere blitt publisert av Cullen et al. og er en modifisert protokoll beskrevet av Hynecek et al.8,15.
1. dyr
- Bruk ikke-kastrert mannlig svin som veier 20-30 kg for eksperimentene.
- For å maksimere andelen av vekt-baserte doser av BAPN inntatt, gi griser med delt måltider av standard Chow og 0,15 g/kg av BAPN blandet med helmelk vanlig yoghurt eller våt hundemat. Start BAPN administrasjon 7 dager før indeksen operasjonen for å oppnå steady state i blodet, og daglig under post-operative kurset.
Merk: BAPN har mange bivirkninger ved svelging i store mengder. Isolasjons forholdsregler for ansatte, inkludert lue, kjoler, hansker og sko deksler bør brukes når du samhandler med dyr matet BAPN eller håndtering BAPN. - Lag griser Nil per OS (NPO) natten før operasjonen.
2. anestesi
- Indusere generell anestesi (GA) ved hjelp av tiletamine-zolzepam 6 mg/kg, xylazine (2 mg/kg), og atropin sulfat (0,04 mg/kg) administrert intramuskulært.
- Intubere grisen ved hjelp av en standard endotrakeal Tube (ETT) og Miller blad.
- Få tilgang til perifer intravenøs (IV) adgang ved hjelp av en 16 eller 18 gauge IV i et øre vene og sikre på plass med tape.
- Koble ETT til anestesi maskinen og vedlikeholde GA ved inhalert isoflurane (0,2 mg/kg).
- Bruk elektro (EKG)-ledninger og puls oksymetri for å overvåke vitale tegn under operasjonen. Ta oral temperatur i begynnelsen av saken. Plasser en elektrokautering pad på avhengige delen av grisen.
- Være sikker ettall medlem av din stab er konstant avlytting og regelmessig innspillingen livsviktig underskriver å sikre grisen er passende sedate, ventilert, og oksygen, likeledes hva å identifisere og passende gripe inn på alle hemodynamisk ustabilitet under Kirurgi.
3. kirurgisk teknikk
- Utfør sterilisering av operasjonsområdet ved hjelp av sterilt gasbind, povidon-jod og 70% isopropylalkohol alkohol. Når grisen på vanlig steril måte. Ta en blodprøve før snitt.
Merk: på dette punktet må alt utstyr, inkludert instrumenter, ballonger, ledninger osv., være sterile. - Bruk en elleve blad eller Bovie elektrokautering, utføre en midtlinjen laparotomy å gå inn i bukhulen.
- Fortrenge abdominal innvollene cephalad til gris venstre for å avdekke retroperitoneum. Dekk tarmen med et fuktig blått håndkle for å unngå uttørking. Lag en skarp snitt å gå inn i retroperitoneum, slik at tilgang til dårligere vena cava (IVC) og kranieankrene abdominal aorta.
Merk: identifisering og beskyttelse av urinlederne bilateralt er avgjørende på denne delen av saken. Svin retroperitoneal anatomi (inkludert løpet av urinlederne) grovt speil som for mennesker, med subtile variasjoner beskrevet nedenfor. - Circumferentially analysere aorta fra nyrene fartøy, forsiktig til aorta trifurcation. Pass på å unngå IVC og rygg arterien skade. Når hele kranieankrene aorta er eksponert, bruk markører for å måle aorta diameter på midten delen av kranieankrene aorta.
Merk: i motsetning til mennesker, svin har en aorta trifurcation, ikke bifurkasjonen. - Identifiser caudal chrezbryzheechno arterien på den fremre delen av kranieankrene aorta, som vanligvis ligger noen få centimeter proksimale til aorta trifurcation. Denne arterien finnes ikke hos mennesker. Analysere, klemme, og kontinuerlig denne arterien. På dette punktet, administrere 5000 enheter av ufraksjonert heparin sulfat intravenøst.
- Kannelerer den caudal chrezbryzheechno arterien med en 0,018 i rustfritt stål wire guide fra en micropuncture Introducer sett. Serielt dilate arterien over ledningen med en 5 fransk (fr) og deretter en 7 fr Introducer.
- Leaving de 7 fr Introducer på plass, erstatte 0,018 i tråd med en 0,035 i føringstråden, og deretter fjerne 7 fr Introducer, sikre hemostase med en finger over kanyleringen området som Introducer er fjernet. Sett inn en 0,035 i ledevaieren inntil cirka 30 cm av wire restene eller motstanden oppstår.
- Sett inn en 16 mm perkutan transluminal angioplastikk ballong over ledningen inn i kranieankrene aorta og plasser den ved midtpunktet til dissekert aorta. Blås opp ballongen mens du periodevis måler diameteren til den utvidede aorta-en med en slik maksimal utvidelse er omtrent 80% større enn grunnlinje målingen.
- Etter 10 min av reperfusion, krysser klemme aorta bare til nyrene fartøy og proksimale til aorta trifurcation. Identifiser og klem de tidligere dissekert korsrygg fartøyene for å isolere kranieankrene aorta fra systemisk sirkulasjon. Dette er viktig for å unngå systemisk elastase, noe som kan føre til en respons i den akutte postoperative perioden.
- Gjeninnføre 7 fr Introducer over ledningen og fjern ledningen. Skyll det isolerte aorta-segmentet med saltvann som ikke sikrer væskelekkasje. Koble elastase (500 enheter) og kollagenase (8000 enheter) til Introducer og perfuse 30 mL inn i den isolerte aorta under konstant manuelt trykk i 10 min. Hele 30 mL løsninger skal introduseres til det isolerte segmentet.
Merk: en brønn perfusert aorta segmentet bør være stramt uten lekkasje fra aorta veggen eller fra kanyleringen området. En fartøy løkke kanskje være innpakket rettferdig proksimale å det kanyleringen sted å sikre nei elastase rømming. I løpet av 10 min, elastase/kollagenase løsning kan observeres "gråtende" gjennom aorta veggen. - Etter 10 min, vanne oppløsningen fra aorta lumen med saltvann. Fjern Introducer og ombinde caudal chrezbryzheechno arterie stump. Løsne alle klemmer (korsrygg klemmer først, etterfulgt av en ren klemme, deretter proksimale klemme).
Merk: Begrens klemmen tid til ikke mer enn 10 min for å hindre ryggmargen iskemi. Ha en reparasjon søm (5-0 polypropylen) lastet i tilfelle av blødning fra caudal chrezbryzheechno arterien stump etter korset klemmer slippes. - Sug en 2 cm x 5 cm stykke kirurgisk gasbind med 20 mL ufortynnet elastase (27 enheter/mL) og vikle rundt den grep inn aorta i 10 min. Ta et mål på aorta etter alle intervensjoner med en tykkelse.
- Vanne magen med saltvann, erstatte tarmen, og lukke magen i tre lag. BAPN hemmer såret healing, så for å minimere risikoen for såret sammenbrudd og fascial dehiscence, bruke Sutur med en lang absorbsjoner tid og sørg for å ta judiciously liten størrelse biter av vev på hvert lag. Bruk en løpende syntetisk absorberbare monofilament 1 løkker Polydioxanone (PDS) Sutur for konseptet, en kjører flettet absorberbare 2-0 Sutur for dyp dermal senere, og en kjører subcuticular absorberbare monofilament Sutur (4-0) for huden.
4. postoperativ behandling
- Bruk 0,2 mg/kg subkutan buprenorfin-SR for post-operative analgesi. Evaluer hver gris tre ganger daglig for de første tre post-operative dager for tegn på smerte og ubehag og administrere ytterligere analgesi hvis identifisert.
- Administrer postoperativ antibiotika (1 g Cephalexin intramuskulært) på POD 1-3.
- Sosialt husdyr etter POD 3.
5. aorta vev anskaffelser
- Utfør vevs anskaffelser på enten POD 7, 14 eller 28.
- Indusere GA som beskrevet i trinn 2.1-2.5 ovenfor.
Merk: anskaffelse av Terminal aorta trenger ikke å være sterile. - 5,3. Åpne forrige midtlinjen laparotomy snitt, blir bevisste på overholdt tarmen til fremre bukveggen. Reflektere tarmen til å utsette retroperitoneum og aorta ligner på trinn 3,3 ovenfor.
- Analysere aorta til blødning er eksponert og måle ytre diameter av aneurisme segmentet med markører. Beregn utvidelse av aorta (%) ved hjelp av følgende ligning: [(Harvest kranieankrene diameter-første operative kranieankrene diameter) x 100%]. Når målingen er oppnådd, administrere en dødelig dose av pentobarbital-fenytoin (f. eks Euthasol) via injeksjon i IVC.
- Analysere aorta fra trifurcation til binyrer aorta og explant aneurisme segmentet med et kontroll segment av ubehandlet aorta. Plasser prøven i enten flytende nitrogen eller formalin for histologic evaluering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Alle statistiske analyser ble utført ved hjelp av Fisher eksakt test eller chi kvadrat test som hensiktsmessig. Data verdier rapporteres som median utvidelse av aorta (%) ± standardavvik (%). Statistisk betydning ble satt P < 0,05. Kombinasjonen av BAPN og kirurgi som gir elastase behandling (kirurgi/elastase) skaper mer robust og reproduserbar AAA i svin på dag 28 sammenlignet med de som ble behandlet med kirurgi og elastase alene (gjennomsnittlig aorta utvidelse (%) ± standardavvik (%): 113,5% ± 30,2% (n = 8) versus 59,7% ± 29,2% (n = 12); P < .01) som vist i figur 1. AAA ble stadig større etter hvert som tiden utviklet (gjennomsnittlig aorta-utvidelse (%) ± standardavvik (%) på 86,9% ± 47,4% (n = 4), 105,4% ± 58,1% (n = 5), og 113,5% ± 30,2% (n = 8) ved henholdsvis 7, 14 og 28 dagers innhøstingen, figur 1). Bevis for kronisk aneurisme sykdom er tydelig i dyr behandlet med BAPN og kirurgi/elastase, inkludert intraluminal trombe og aterosklerose (figur 2). Histologic evaluering viste signifikant økt elastin fragmentering og kollagen endring i BAPN-behandlet svin AAA enn kirurgi/elastase alene (Figur 3 og Figur 4, henholdsvis).
Figur 1: β-Aminopropionitrile (BAPN) behandling øker svin abdominal aorta blødning (AAA) størrelse. (A) BAPN + kirurgi/elastase svin hadde signifikant høyere bety aorta utvidelse sammenlignet med ikke-BAPN-behandlet (kirurgi/elastase alene) svin på 28 dager (113,5% ± 30,2% vs 59,7% ± 29,2%; P <. 01). (B) BAPN-behandlet svin viste bety aorta utvidelse av 86,9% ± 47,4%, 105,4% ± 58,1%, og 113,5% ± 30,2% ved 7, 14, og 28-dagers Harvest tid poeng, henholdsvis. Dette tallet ble publisert av Cullen et al.15 og gjengitt her med tillatelse. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: sample fotografier av svin abdominal aorta aneurismer (AAA). (A) kontroll abdominal aorta (ingen behandling med BAPN eller elastase). (B) kranieankrene AAA dannet på postoperativ dag (Pod) 28 etter behandling med kirurgi/elastase, og BAPN (C) Intraluminal TROMBE i AAA på Pod 28 i kirurgi/elastase og BAPN behandlede dyr (D) aterosklerose i kranieankrene AAA på Pod 28 i kirurgi/elastase og BAPN behandlede dyr. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3: elastin fragmentering er økt i β-aminopropionitrile (BAPN)-behandlet svin abdominal aorta-blødning (AAA). Van Gieson farging i kranieankrene aorta og binyrer aorta på 7 dager (A), 14 dager (B), og 28 dager (C). Ytre høyre, elastin (svart) fragmentering målt ved uavhengige anmeldere av kranieankrene aorta versus suprarenalaorta på 7, 14 og 28 dager. Scale bar representerer 500 μm; 4X objektiv objektiv. * P < 0,05. Dette tallet ble publisert av Cullen et al.15 og gjengitt her med tillatelse. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4: kollagen er endret i β-aminopropionitrile (BAPN)-behandlet svin abdominal aorta-blødning (AAA). Masson trichrome og Van Gieson farging i kranieankrene aorta og binyrer aorta på 7 dager (A), 14 dager (B), og 28 dager (C). Helt til høyre, kollagen (blått) innhold i veggen av kranieankrene versus binyrer aorta målt ved densitometri enheter på 7, 14, og 28 dager. Scale bar representerer 250 mm; 4X objektiv objektiv. Dette tallet ble publisert av Cullen et al.15 og gjengitt med tillatelse. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
En roman modell av kranieankrene AAA i svin ble opprettet ved hjelp av en kombinasjon av ballong angioplastikk, og aktuell elastase, og kosttilskudd som BAPN. Ved hjelp av denne modellen, aorta utvidelse av > 100% ble oppnådd med brutto og histologic karakteristikker av kronisk menneskelig aneurisme sykdom. Denne modellen gir en inngangsport til videre forstå komplekse patofysiologi av AAA og oversette potensielle terapier for menneskelig sykdom.
Tidligere modeller av AAA i svin har blitt oppnådd med beskjeden suksess. Marinov et al. brukte elastase og så noen histologic endringer, inkludert elastin forstyrrelse, men var ikke i stand til å oppnå fenotype som definerer et blødning (> 50% utvidelse)16. Gitt holdbarheten til svin aorta er det nødvendig med mer enn én intervensjon for å oppnå klinisk signifikant aneurismer, som opprinnelig ble beskrevet av Hynecek et al. ved hjelp av en kombinasjon av elastase og kollagenase og ballong angioplastikk8. De så mener aorta diameter på 73% samt histologic endringer av aneurisme sykdom, inkludert endothelial tap, nøytrofile infiltrasjon, og elastin forstyrrelse.
Men tidligere modeller ikke ta opp et grunnleggende problem med alle AAA-modeller: hvordan å gjenskape en kronisk sykdom prosess i en akutt eller subakutt innstilling. De fleste elastase modeller av AAA i mus viser peak utvidelse på ca 2 uker etterfulgt av regresjon etterpå, mens menneskelig sykdom utvikler seg kronisk over år. Nøkkelen til dette spørsmålet kan hvile i bruk av BAPN, en lysyl oksidase inhibitor forebygge kollagen Cross Linking. BAPN har en "aldring" effekt, og kombinert med elastase behandling, har det vist seg å simulere kronisk blødning vekst. I en murine modell av Lu et al., ble musene observert 100 dager etter operativt, og demonstrerte bevis på ende-Stage AAA med trombe formasjon og spontan brudd9. Nyheten og betydningen av vår svin AAA-modell er i bruk av BAPN, som replikerer denne kroniske sykdomsprosessen i en subakutt setting og en mer oversettbare dyrearter. Griser matet en diett av BAPN kombinert med ballong angioplastikk, elastase, og aktuell elastase søknaden viste mer robuste aneurismer med bevis for end-stadium sykdom, inkludert veggmaleri trombe, aterosklerose, og brudd i forhold til de som er behandlet med kirurgi og elastase alene (figur 1). Denne modellen forsterker og blir bedre på den tidligere modellen av Hynecek et al. ved å skape større aneurismer med sequela av kronisk sykdom8.
Selv om BAPN er avgjørende for å gjenskape kronisitet av AAA, gir kirurgisk inngrep den første fornærmelse mot aorta for å indusere dannelse av blødning. BAPN uten kirurgi eller elastase bruk er undersøkt, men viste ikke noen signifikant aorta utvidelse11. For ikke-kirurgisk utdannet etterforskere, induksjon av AAA i svin via laparotomy kan være skremmende. Hvert trinn er fylt med potensielle komplikasjoner, fra tarm og urinleder skader på arteriell eller venøs blødning som krever reparasjon til post-operative sårinfeksjoner. Etterforsker må være forberedt på situasjoner for å overleve grisen til målet endepunkt. En ekte team innsats er nødvendig, inkludert en erfaren kirurg godt bevandret i abdominal anatomi, levering av eksepsjonell anestesi inkludert oppmerksomhet til vitale tegn og væske status, og oppmerksomme postoperativ omsorg. Vårt team har opplevd alle de ovennevnte komplikasjoner og handlet deretter om med reparasjon av enterotomy eller Caval skader eller antibiotika for infeksjoner. Men en uforutsett komplikasjon involvert i hvilken grad BAPN svekket incisional sår helbredelse i grisene. Rundt 3 uker etter operativt, noen griser utstilt sammenbrudd av sine snitt med sporadisk fascial dehiscence krever ta tilbake til operasjonssalen for revisjon og rensing. Nøye overvåking av snitt post-operativt samt nedleggelse i flere lag rådes til å hindre denne komplikasjon.
Den kritiske delen av operasjonen innebærer kanyleringen av aorta via caudal chrezbryzheechno arterien, som kan være frustrerende, gitt sin lille størrelse. Bruken av en micropuncture ledninger har hjulpet oss i denne kanyleringen. Dette trinnet er viktig som kanyleringen wire gir tilgang til aorta for ballongen og kanyle. Ballong angioplastikk før det er viktig i vår erfaring, da ballong utvidelse hypotetisk skaper endothelial forstyrrelser slik at elastase kan lettere komme inn i aorta mediene. Tilstrekkelig mengde er definert som et stramt segment av aorta uten lekkasje eller flukt av væske rundt kateteret eller fra aorta veggen. Oppnå tilstrekkelig elastase, samtidig som det begrenser total aorta kryss klemme tid til ikke lenger enn 10 min, er avgjørende for god hjerne dannelse samtidig unngå iskemiske komplikasjoner. Begrense total aorta kryss klemme tid til mindre enn 20 min for hele prosedyren og gir tilstrekkelig tid for reperfusion mellom ballong utvidelse og elastase perfusions unngår den fryktede spinal iskemi komplikasjon. Hvis det ikke oppnås tilstrekkelig mengde, er det sannsynligvis en lekkasje fra et sted i perfusert segmentet av aorta, vanligvis en utilsiktet aortotomy fra disseksjon eller retrograd lekkasje fra kanyleringen området. Det er avgjørende å reparere eventuelle defekter i det perfusert segmentet for å muliggjøre tilstrekkelig elastase. En fartøy løkke kanskje være innpakket rettferdig proksimale å aorta kanyleringen sted å forhindre retrograd flyte av elastase. Eventuelle korsrygg arterien bør også være midlertidig klemt under elastase for å unngå å gå inn i systemisk sirkulasjon, noe som kan føre til en systemisk respons i svin.
Logiske neste skritt for denne modellen inkluderer testing romanen terapi for medisinsk behandling av AAA. Som nevnt tidligere, er det ingen kjente medisinske terapier for å dempe eller regress aorta blødning vekst og nåværende definitive omsorg innebærer åpne kirurgiske eller endovaskulær tilnærminger. Tidligere studie har definert rollene til proinflammatoriske cytokiner, interleukin-1β (IL-1 β) og interleukin-6 (Il-6) i patogenesen av synkende bryst aorta aneurismer og AAA, og hemming av disse reseptorene kan gi potensielle terapeutiske veier for behandling av disse sykdommene17,18,19. Disse studiene har bare blitt gjort i murine modeller så de neste trinnene bør involvere store dyremodeller. I tillegg er et stort dyr synkende bryst aorta er en annen vei for fremtidig studie. På grunn av ulik embryologic opprinnelse, er det iboende forskjeller i vegg sammensetningen av bryst og abdominal aorta, noe som fører til ulik patofysiologi av aneurismer i disse to segmentene20.
Det er noen begrensninger av denne modellen. For det første, siden flere intervensjoner er ansatt, er det vanskelig å fastslå hvilken intervensjon som bidrar mest til å danne blødning. Mengden av trykk som kreves for å oppnå en tilstrekkelig elastase-perfusert aorta segmentet er vanskelig å måle, og kan variere. Dette kan påvirke mengden av elastase inn i aorta Media og påfølgende blødning formasjon fra en gris til den neste. Vi er for tiden utforsker en strategi for å løse dette. BAPN var blandet inne med det gris ' næringen og svin inntak inne perioperativ periode kanskje variere, endring beløpene av BAPN hver gris ingests. Til slutt, krever denne modellen mange ressurser og investeringer for å være vellykket. Dette inkluderer drifts rom, kirurger og anestesi tilbydere, dyr bolig, postoperativ pleie, og kjøp av BAPN, som kan være uoverkommelig dyrt. Hver lab bør nøye evaluere sine ressurser og finansiering før du prøver denne modellen.
Overall, til tross for visse begrensninger, kan svin AAA med sequela av kronisk sykdom skapes reproduserbar ved hjelp av en kombinasjon av BAPN, ballong angioplastikk, elastase og aktuell elastase program. Dette har viktige implikasjoner for translational forskning som gjelder for menneskelig sykdom.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Ingen
Acknowledgments
Vi takker Anthony sild og Cindy Dodson for deres kunnskap og teknisk ekspertise.
Kilder til finansiering:
Finansiering for denne studien ble gitt av National Heart, Lung, og Blood Institute av National Institute of Health under Award no. T32HL007849 og Grant NOS. R01HL081629-07 (G.R.U.) og R01HL124131-01 (G.R.U.).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Arrow Ergo Pack System | Arrow | CDC-21242-X1A | Just need 7 Fr dilator |
| Atlas PTA Balloon dilation catheter | Bard | AT-120184 | 16 mm x 4 cm x 120 cm |
| Bovie electrocautery | Bovie Medical | A2350 | |
| Collagenase Type 1 (5 gm) | Worthington | LS004196 | |
| Crile Needle drviers | MFI medical | 61-2201 | |
| DeBakey Atraumatic Forceps | MFI medical | 52-4977 | |
| DeBakey Peripheral Vascular Clamp | Medline | MDS1318119 | |
| Glidewire | Terumo Interventional Systems | GS3506 | outer Wire diameter 0.035 mm, Length 150 cm |
| GraphPad Prism 6 | GraphPad Software Inc. La Jolla, Calif) | statistical software | |
| Metzenbaum Scissors | MFI medical | 61-0004 | |
| Mayo-Hegar Needle Holder | tiger medical | N407322 | |
| Micropuncture Introducer Set | Cook | G47946 | |
| Mixter Forceps, Standard Grade, Right angle | Cole-Parmer | UX-10818-16 | |
| Monocryl suture | Ethicon | Y496G-BX | 4-0 monocryl |
| PDS II suture | Ethicon | D8926 | Number 1 looped |
| Porcine Pancreatic Elastase | Sigma-Aldrich | E0258-50 MG | |
| Satinsky Vascular Clamps | Medline | MDs5632515 | |
| Suction canister | Cardinal Health | 65651212 | |
| Schuco Aspirator | MFI medical | S430A | |
| Vicryl suture | Ethicon | J789D-SD | 2-0 vicryl |
| Yankauer Suction tube | Sklarcorp | 07-1801 |
References
- WISQARS. Leading Causes of Death Reports, National and Regional, 1999 - 2016. , Available from: https://webappa.cdc.gov/sasweb/ncipc/leadcause.html (2018).
- Erbel, R., et al. Diagnosis and management of aortic dissection. European Heart Journal. 22 (18), 1642-1681 (2001).
- Cameron, J. Current Surgical Therapy 11th edition. Cameron, J. 11, Elsevier Saunders. 777-783 (2014).
- Dalman, R. L., Mell, M. Overview of abdominal aortic aneurysm. , Available from: https://www.uptodate.com/contents/overview-of-abdominal-aortic-aneurysm (2017).
- Pearce, W. H., Zarins, C. K., Bacharach, J. M. Atherosclerotic Peripheral Vascular Disease Symposium II: controversies in abdominal aortic aneurysm repair. Circulation. 118 (25), 2860-2863 (2008).
- Daugherty, A., Cassis, L. A. Mouse models of abdominal aortic aneurysms. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 24 (3), 429-434 (2004).
- Anidjar, S., et al.
- Hynecek, R. L., et al. The creation of an infrarenal aneurysm within the native abdominal aorta of swine. Surgery. 142 (2), 143-149 (2007).
- Lu, G., et al. A novel chronic advanced stage abdominal aortic aneurysm murine model. Journal of Vascular Surgery. 66 (1), 232-242 (2017).
- Barrow, M. V., Simpson, C. F., Miller, E. J.
- Coulson, W. F., Linker, A., Bottcher, E.
- McCallum, H. M.
- Behmoaras, J., et al. Differential expression of lysyl oxidases LOXL1 and LOX during growth and aging suggests specific roles in elastin and collagen fiber remodeling in rat aorta. Rejuvenation Research. 11 (5), 883-889 (2008).
- Davies, I., Schofield, J. D. Connective tissue ageing: the influence of a lathyrogen (beta-aminopropionitrile) on the life span of female C57BL/Icrfat mice. Experimental Gerontology. 15 (5), 487-494 (1980).
- Cullen, J. M., et al. A novel swine model of abdominal aortic aneurysm. Journal of Vascular Surgery. , (2018).
- Marinov, G. R., et al. Can the infusion of elastase in the abdominal aorta of the Yucatan miniature swine consistently produce experimental aneurysms. Journal of Investigative Surgery. 10 (3), 129-150 (1997).
- Pope, N. H., et al. Interleukin-6 Receptor Inhibition Prevents Descending Thoracic Aortic Aneurysm Formation. Annals of Thoracic Surgery. 100 (5), 1620-1626 (2015).
- Johnston, W. F., et al. Genetic and pharmacologic disruption of interleukin-1beta signaling inhibits experimental aortic aneurysm formation. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 33 (2), 294-304 (2013).
- Johnston, W. F., et al. Inhibition of interleukin-1beta decreases aneurysm formation and progression in a novel model of thoracic aortic aneurysms. Circulation. 130 (11), Suppl 1 51-59 (2014).
- Ruddy, J. M., Jones, J. A., Spinale, F. G., Ikonomidis, J. S. Regional heterogeneity within the aorta: relevance to aneurysm disease. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 136 (5), 1123-1130 (2008).
