يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

إجراءات الصافن عروق الإنسان فيفو السابقين الإرواء والتعزيز الخارجي

10.9K مشاهدة

DOI:

10.3791/52079

أكتوبر 1, 2014

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

لا تزال غير مفهومة الآليات التي تؤدي إلى تطوير تضخم باطنة (IH) وفشل الكسب غير المشروع الوريد. توضح هذه الدراسة نظام خارج الحي ليروي عروق الإنسان في ظل التدفق والضغط التي تسيطر عليها. وعلاوة على ذلك تعزيز كفاءة شبكة خارجي للحد تم تقييم تطوير IH.

الملخص

عماد العلاجات المعاصرة لمرض الانسداد الشرياني الوريدي واسعة هي الالتفافية الكسب غير المشروع. ومع ذلك، هدد متانته من تضخم باطنة (IH) الذي يؤدي في النهاية إلى انسداد الأوعية وفشل الكسب غير المشروع. القوات الميكانيكية، وإجهاد القص المنخفض وخاصة التوتر العالي الحائط، ويعتقد لبدء ومواصلة هذه التغيرات الخلوية والجزيئية، ولكن يبقى مساهمتها بالضبط إلى أن تفككت. لتقييم انتقائي دور ضغط وإجهاد القص على بيولوجيا IH، تم إنشاء نظام نضح خارج الحي (EVPS) ليروي شرائح الصافن عروق الإنسان في ظل نظام الشرايين (إجهاد القص العالية والضغط العالي). مزيد من الابتكارات التقنية سمحت نضح وقت واحد من جزأين من نفس المنوال، واحدة عززت مع شبكة خارجية. كانت تحصد عروق باستخدام تقنية عدم اللمس ونقل على الفور إلى المختبر لتجميع في EVPS. شريحة واحدة من ISOL طازجةلم perfused لated الوريد (السيطرة، يوم 0). تم perfused لشرائح اثنين آخرين لمدة تصل إلى 7 أيام، واحد يجري محمية تماما مع 4 مم (قطر) شبكة خارجية. الضغط، سرعة التدفق، ومعدل النبض وراقب باستمرار وتعديلها لمحاكاة الظروف السائدة الدورة الدموية في الشريان الفخذي. عند الانتهاء من نضح، تم إلغاء تحميل الأوردة ويستخدم لالنسيجية والتحليل الجزيئي. تحت فيفو السابقين الظروف، نضح الضغط العالي (الشرايين، متوسط ​​= 100 ملم زئبق) كافية لتوليد IH وإعادة تشكيل عروق الإنسان. يتم تخفيض هذه التعديلات في وجود شبكة البوليستر الخارجية.

المقدمة

أمراض القلب والأوعية الدموية هي السبب الرئيسي للمراضة والوفيات في الدول الغربية 1. على الرغم من التقدم المحرز في العلاجات اللف، تبقى عملية جراحية في العمود الفقري العلاجات المعاصرة، تتم الآن أكثر من نصف مليون ترقيع الوريد سنويا في الولايات المتحدة. ومع ذلك، على الرغم من عقود من البحث، 30-60٪ أقل من الطعوم أقصى الوريد تفشل في غضون السنوات الأولى بسبب تضخم باطنة (IH) 2. القوات الميكانيكية، والإجهاد المنخفض بشكل خاص القص (SS) والتوتر الشديد الجدار، تقوم بدور محوري في بدء وتطوير هذه الاستجابة المفرطة التصنع 3،4. لمعالجة هذه القضية، تم إنشاؤها بحكم فيفو الأوردة نظام نضح (EVPS) للدراسة، في ظل ظروف رقابة صارمة الدورة الدموية (ضغط وإجهاد القص)، وسلوك الصافن عروق الإنسان. في هذه الدراسة، بعد الإدراج إلى الدورة الدموية مثل الشرايين، وارتفاع ضغط (يعني = 100 ملم زئبق) كان كافيا لتحفيز proliferation والهجرة من خلايا العضلات الملساء في طبقة باطنة (IH) 5.

واشارت دراسات الثدييات استخدام التعزيز الخارجي وسيلة فعالة لدعم "ريد arterialized" ومواجهة التغيرات في الدورة الدموية الحادة الوريد يواجه مزروع مرة واحدة إلى الوسط الشرياني. شبكة منعت الإفراط في انتفاخ، زيادة إجهاد القص، وخفض التوتر الجدار وبالتالي IH 6-10. ومع ذلك، فإن الآليات الكامنة وانطباقها على عروق الإنسان في تحسين الالتفافية المباح لم يتميز بشكل كامل. تم استخدام EVPS جهدنا لمقارنة، في حالة محاكاة التعديلات الوريد تواجه إدراج مرة واحدة إلى نظام الشرياني (إجهاد القص العالية والضغط)، وسلوك الإنسان الأوردة الصافن في غياب وجود macroporous شبكة البوليستر أنبوبي الخارجية. عن طريق منع إعادة عرض المرضية وIH، قدمت شبكة دليل على فعاليته المحتملة السريرية 11 .

هذه الدراسة 1) يقدم نموذجا للخارج الحي الصافن عروق الإنسان نضح تحت ضغط رقابة وإجهاد القص 2) يدل على أن الكلية التي يسهل اختراقها الخارجية البوليستر شبكة يقلل IH وتوفر معلومات حاسمة لتطبيقه السريرية المحتملة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

وافقت اللجنة الأخلاقية من جامعة لوزان التجارب، والتي هي وفقا للمبادئ الواردة في إعلان هلسنكي لعام 1975، بصيغته المنقحة في عام 1983 لاستخدام الأنسجة البشرية.

1. الإنسان العظمى الوريد الصافن الحصاد

  1. الحصول على شرائح الفائض من غير دوالي الأوردة الصافن الإنسان من المرضى الذين يخضعون لجراحة الأطراف السفلية الالتفافية لنقص التروية. في غرفة العمليات، وتطهير المحطة بالكامل مع محلول اليود وثنى المريض لفضح الساق من الفخذ إلى القدم.
  2. إجراء شق متوسط ​​من الفخذ إلى الركبة (ترك الجزء الجلد توقف).
  3. حصاد الوريد الصافن الكبير مع عنيق المحيطة (تقنية عدم اللمس) الأنسجة. فروع جانبية آمنة الأوردة 4-0 العلاقات مع الحرير. تخزين على الفور ما لا يقل عن 9 سم شريحة فائض طويلة من الوريد الصافن أكبر، مع القطر الخارجي من 2.5-4 ملم في 4 درجات مئوية في RPMI-1640 Glutamax المتوسطة، تستكمل مع 12.5٪ مصل العجل الجنين وجعله إلى المختبر.

2. EVPS التصميم

  1. تجميع المعدات العامة هو مبين في الشكل 1. الأوتوكلاف جميع المعدات والحفاظ على جميع مكونات تحت ظروف معقمة. وبالإضافة إلى ذلك، تأكد من أن النظام هو ماء ولا تسرب المواد الكيميائية في المتوسط. استخدام الميثيل polymethacrylate (PMMA-GS) للتغطية. الصلب (X5 كر ني 18 10) والبلاستيك polyoxymethylene (بوم) والدعم الوريد.
  2. تصميم غرفة نضح لهندسة المطلوب للسماح موضع الوريد وعلاقته. تأكد من عمق (أو نصف القطر في حالة استخدام بناء أسطواني) هو 2.5 سم على الأقل لذلك يسمح الحد الأدنى من انثناء وتمدد السفينة جنبا إلى جنب مع تغطية مستمرة من قبل وسائل الإعلام ثقافة (الشكل 1). الختم هو قضية رئيسية والسبب يستخدم مستطيل البناء PMMA-GS.
  3. تصميم الدعم الوريد إلى geometr المطلوبذ. لتجنب مجعد الوريد أو عبر انتفاخ، والسماح تعديل طول طريق دفع أو سحب (المسمار لا يمكن أن تستخدم لهذا الغرض، كما الوريد سوف تكون ملتوية مع المسمار).
    ويستخدم قضيب من الصلب الكامل متصلة بواسطة 2 انزلاق على شكل L القطع التي تدعم اسطوانات الوريد (2 5 مم لتناسب السفينة) والوريد (1B الشكل والشكل 2) هنا: ملاحظة.
  4. تصميم عمود الضغط، بحيث يكون "الضغط يستريح" المطبقة على هذا النظام هو: ع = 0-10 = HX ρ x ج، حيث p = الضغط (N / م باسكال) ح = ارتفاع عمود السائل (م) ρ = كثافة السائل (كجم / م 3) و (ز) = ثابت الجاذبية (9.81 متر / ثانية 2). تصميم أربع قنوات اتصال، من أعلى إلى أسفل: لتطبيق الضغط، للخروج (من الوريد)، تدفق (إلى الوريد) والسماح التغيير المتوسط.
  5. إعداد المتوسطة. استنادا إلى الدراسات السابقة 5،11-14، اختر RPMI-1640، على أن تستكمل مع Glutamax، 12.5٪ مصل العجل الجنين، و 1٪ حل للمضادات الحيوية مضاد فطري (10،000 U / مل البنسلين G، بالإضافة إلى 10 ملغ / مل كبريتات الستربتومايسين، بالإضافة إلى 25 ملغ / مل الأمفوتريسين B، بالإضافة إلى 0.5 ميكروغرام / مل: الجنتاميسين). وتعطى إجهاد القص (SS) بواسطة SS = 4 μQ / π * ص 3 س هو معدل التدفق (مل / ثانية)، ص نصف قطرها (سم) من الجزء الوريد، وμ هي اللزوجة من المتوسط ​​الارواء.
    1. SS تعدل عن طريق ضبط اللزوجة من خلال إضافة 70 كيلو دالتون ديكستران. قياس اللزوجة مع مقياس اللزوجة. هنا، إضافة 8٪ 70 كيلو دالتون ديكستران لوضع SS إلى 9-15 داين / سم 2.
  6. ضبط مضخة تستعد للحث على إشارة قلبي الشكل نابض من 60 نبضة / دقيقة والسعة ثابتة توليد تدفق أحادي الاتجاه من 150 ± 15 مل / دقيقة، مستقلة عن الضغوط التي مورست في النظام والتي يسيطر عليها جهاز كمبيوتر. تأكد من أن برنامج القيادة يدمج الاستحواذ المستمر ورصد الضغوط، سرعة تدفق، ومعدل النبض، وإشارة. إذا رغبت في ذلك، استخدام مضخة الثانية (غير متزامنةhronized) لإنتاج غير الصفحي، التدفق المضطرب.

3. الجمعية EVPS (الشكل 1)

  1. قبل البدء، تأكد من أن جميع المعدات معقمة. تنفيذ كافة الخطوات التالية في عقامة تحت غطاء تدفق الصفحي.
  2. وضع الوريد في طبق بيتري مليئة متوسطة. استخدام شفرة جراحية وتقسيم العرق إلى 3 شرائح متساوية.
  3. شطف على الفور شريحة واحدة في برنامج تلفزيوني. تقسيم قطعة في 3 أجزاء، وتحديد واحد في الفورمالين لقياس الأشكال. تجميد اثنين آخرين للحصول على النسخة الكمي (RT-PCR) والبروتين (وصمة عار الغربية) التحليل. النظر في هذه القطاعات كعنصر تحكم، الوريد غير perfused ل.
  4. استخدام شرائح 2 المتبقية لنضح.
    1. حقن بلطف شديد المتوسطة في الوريد وتحديد اتجاه التدفق العادي؛ في وجود صمامات يتم عكس الوريد.
    2. اغلاق الأوردة هو من أهمية قصوى لنجاح التجربة. تحقق من وجود تسرب من خلال الضمانات. تأمين أي تسرب مع خيوط الحرير 6-0.
    3. ربط قطاع الوريد بين اثنين من الاسطوانات المعدنية، نهاية واحدة في وقت واحد (2.3، الشكل 1). تأمين اسطوانات مع Ethibon 3-0 حول الفجوات (الشكل 1A و B).
      1. وضع شريحة الوريدي بأكمله في غرفة نضح شغل سابقا مع المتوسط. كرر نفس الإجراء الجزء الثاني.
        ملاحظة: إن الفشل في اغلاق الوريد بشكل صحيح إلى اسطوانة تكون مصدرا للتسرب، تتطلب إعادة التداخل، وزيادة كبيرة في خطر العدوى والفشل التجريبية.
    4. لتعزيز (شبكة) الجزء الثاني، والإفراج عن اثنين من اسطوانات (مع الوريد المرفقة) من على شكل L قطعة (2.3) والشكل (1).
      1. أن يكون لطيف و لا تلمس الوريد مع أي الصكوك. حرك شبكة أولا على اسطوانة ثم الى الوريد. وهناك التدافع دفع / سحب حصول على عيون في الوريد.
      2. مرة واحدة تغطي شبكة كامل سطح الوريد تأمين يacketed الوريد إلى اسطوانات مع Ethibon 3-0.
      3. يحشدوا مجمع الوريد / اسطوانة للدعم على شكل L وتحويلها إلى غرفة نضح، وشغل سابقا مع المتوسط.
    5. ربط كل اسطوانة معدنية (في وتدفق) إلى Y-الخائن باستخدام المعالجة بيروكسيد أنابيب السيليكون مع قطرها الداخلي 3.2 مم.
    6. ربط الخائن تدفق إلى الثاني Y-الخائن باستخدام نفس النوع من الأنابيب. من هذا Y-الخائن، استخدام أنبوب واحد لقياس ضغط التروية من خلال كل السفن. ربط الآخر إلى العمود لتشكيل نظام حلقة مغلقة (الشكل 2).
    7. داخل الحاضنة، واستخدام طويل (متر واحد طول) أنبوب لتوصيل عمود الضغط في الرأس مضخة.
    8. استكمال إنشاء طريق ربط رئيس المضخة إلى تدفق Y-الخائن مع طول أنبوب طويل آخر (الشكل 1).

    4. الأوردة الإرواء

    1. بعد أن كانت الجمعية EVPS التعاونmpleted، وملء العمود مع المتوسطة (البقاء تحت لاصق الوريد تدفق للسماح إعادة تعبئة). إضافة المزيد من المتوسطة إلى العمود حتى النظام ممتلئ. نقل كافة النظام في الحاضنة الحفاظ على 37 ± 0.1 درجة مئوية مع درجة الحموضة أبقى ثابتا عند 7.40 ± 0.01 (باستخدام خوارزمية CO 2 / درجة الحموضة على أساس معادلة هندرسون-Hasselbach).
    2. جلب رئيس مضخة والعتاد خارج الحاضنة وتوصيله إلى محرك مضخة والعتاد. المسمار قضبان لتأمين التجمع.
    3. تبديل على السلطة مضخة، تأكد من تفعيلها على برنامج القيادة والسماح 5 دقائق على المدى المتوسط ​​ليتم توزيعها بالتساوي في كل حجرة.
    4. لمراقبة الضغط، استخدام خط المراقبة الشرياني. وصل الناتج الضغط EVPS (أنه يتوافق مع القسطرة الشريانية) إلى محول الضغط مرتبطة بالكمبيوتر.
      1. تأكد شغل في الأنبوب تماما مع المتوسطة ولا يحتوي على أي فقاعات. دي فقاعة نظام الثقافة من خلال "لي الشريانيشمال شرق "أنبوب (الشكل 2). إيلاء الاهتمام لعرض والبحث عن إشارة قلبي الشكل نابض من 60 نبضة / دقيقة السعة ثابتة. عند هذه النقطة، والضغط المتوسط ​​هو بين 0-10 ملم زئبق. إذا كان الضغط <0 والعمود يفرغ تدريجيا نبحث عن تسرب (ضمانات الوريد أو عدم كفاية ختم بين الوريد وأنبوب).
    5. ضبط ضغط الحد الأدنى إلى 6 ملم زئبق لاختبار الوريدي أو على 90 ملم زئبق للاختبار الشرياني. في ظل هذه الظروف، حاقن الهواء ينطبق الضغط المطلوبة لعمود والنظام.
    6. تغيير المتوسطة كل أيام 2 باستخدام الأنبوب متصلا عمود الضغط. لمنع الضرر التغير في الضغط، افتح المكونات العمود أولا.

    5. الانتهاء من الإرواء

    1. بعد 3 أو 7 أيام من نضح: اتخاذ EVPS من الحاضنة وترجل الأوردة. تجاهل 5 مم الداني والقاصي ينتهي المرفقة الوريد إلى المعدات. خفض المركزي، رين 5 ممع من قطاع المتبقية وإصلاح في الفورمالين (قياس الأشكال). تجميد الأجزاء المتبقية والحد إلى مسحوق لمزيد من التحليلات الجزيئية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

يوفر EVPS أداة قيمة لتقييم مستقل قوات الدورة الدموية في الوريد الصافن البشري الطعوم وإعادة IH.

ويبين الشكل 1 غرفة نضح والدعم الوريد. في أرقام 1A و ودعم الوريد قبل (الشكل 1A) وبعد (الشكل 1B) التجمع، على التوالي، والمصورة. وهو يتألف (من أعلى إلى أسفل) من 1 عادي أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ قياس 9 سم، التي هي بمثابة دعم لمدة 2 على...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

تكشف هذه الدراسة المجراة سابقا نظام الوريد نضح (EVPS) لإجراء دراسات واسعة في الدورة الدموية عروق الإنسان. هذا النظام يسمح الأوردة الصافن نضح تحت معلمات الدورة الدموية محددة في غياب العوامل الالتهابية والنمو المشددة الصادرة عن تعميم الخلايا في الجسم الحي. وبالتالي، فإنه يوفر فهما أفضل للمسارات الأساسية تشارك في السيطرة على IH في عروق الإنسان الطعوم 5،11،12،15.

اضطرابات الدورة الدموية ا...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

شكر وتقدير

وأيد هذا العمل من المنح المقدمة من SNF [31003A-138528]، وOctav ومؤسسة مارسيلا Botnar، مؤسسة نوفارتيس ومؤسسة إيما Muschamp. نشكر مارتين Lambelet، وجان كريستوف Stehle للمساعدة التقنية الممتازة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
RPMI 1640 - GlutamaxLife Technologies61870-010
Penicilline / Streptomycine / FungizoneBioconcept4-02F00-H
Dextran من Leuconostoc spp. 500 جمSigma-Aldrich31390
Tampon PBS CHUV درجة الحموضة 7.1-7.3 1 LLaboratorium und Grosse Apotheke Dr. G. Bichsel AG100 0 324 00
وسيط تضمين التقطيع بالتبريد - Tissue-Tek OCT CompoundFisher Scientific14-373-65
السيليكون (بيروكسيد) L / S 16 (96400-16) - 7.5 مIdex Health & amp العلوم GMBHMF0037ST
Y-splitter ايديكس للصحة & Science GMBHY-connector
35 مم طبق ثقافةSigma-AldrichCLS430165-100EA
15 مل Falcon tubeBD Bioscence352096
50 مل Falcon TubeBD Bioscence352098
Gearing pump - Reglo-ZIdex Health & العلوم GMBHSM 895    App-Nr 03736-00194
رأس المضخةIdex Health & العلوم GMBHMI0008 
طقم مراقبة TRANSPAC IVicumedical011-0J736-01
20 مل محاقنB. Braun Medical SA4612041-02
Etibon 3-0 FS-2Ethicon- Johnson& جونسونEH7346H
شبكة ProVena 6-8 ممB. Braun Medical SA1105012-14
كلوريد الصوديوم: نضح محلول كلوريد الصوديوم 0.9٪ (100 مل)B. Braun Medical SA534534
Masterflex L / S Standard DriveCole-Parmer Instrument Co7521-10
بطاقة الاستحواذNational InstrumentsPCI-6024 E
Flowmeter وحدةأنظمة Transonic Inc.TS410 و T402
Stopcock مع 3 اتجاهاتBD Connexta Luerlock394600
Millex FilterMilianSE2M229I04
أنابيب

المراجع

  1. Sal Go, A., et al. Executive summary: heart disease and stroke statistics--2014 update: a report from the american heart association. Circulation. 129, 399-410 (2014).
  2. Sal Conte, M., et al. Results of PREVENT III: a multicenter, randomized trial of edifoligide for the prevention of vein graft failure in lower extremity bypass surgery. Journal of Vascular Surgery. 43, 742-751 (2006).
  3. Yu, P., Nguyen, B. T., Tao, M., Bai, Y., Ozaki, C. K. Mouse vein graft hemodynamic manipulations to enhance experimental utility. The American Journal of Pathology. 178, 2910-2919 (2011).
  4. Davies, M. G., Hagen, P. O. Reprinted article "Pathophysiology of vein graft failure: a review". European journal of vascular and endovascular surgery : the official journal of the European Society for Vascular Surgery. 42, Suppl 1. S19-S29 (2011).
  5. Berard, X., et al. Role of hemodynamic forces in the ex vivo arterialization of human saphenous veins. Journal of Vascular Surgery. 57, 1371-1382 (2013).
  6. Vijayan, V., et al. Long-term reduction of medial and intimal thickening in porcine saphenous vein grafts with a polyglactin biodegradable external sheath. Journal of Vascular Surgery. 40, 1011-1019 (2004).
  7. Jeremy, J. Y., et al. On the biology of saphenous vein grafts fitted with external synthetic sheaths and stents. Biomaterials. 28, 895-908 (2007).
  8. Zilla, P., et al. Constrictive external nitinol meshes inhibit vein graft intimal hyperplasia in nonhuman primates. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 136, 717-725 (2008).
  9. Zilla, P., et al. Utilization of shape memory in external vein-graft meshes allows extreme diameter constriction for suppressing intimal hyperplasia: a non-human primate study. Journal of Vascular Surgery. 49, 1532-1542 (2009).
  10. Yeoman, M. S., et al. A constitutive model for the warp-weft coupled non-linear behavior of knitted biomedical textiles. Biomaterials. 31, 8484-8493 (2010).
  11. Longchamp, A., et al. The use of external mesh reinforcement to reduce intimal hyperplasia and preserve the structure of human saphenous veins. Biomaterials. 35, 2588-2599 (2014).
  12. Saucy, F., et al. Ex vivo pulsatile perfusion of human saphenous veins induces intimal hyperplasia and increased levels of the plasminogen activator inhibitor 1. European Surgical Research. Europaische Chirurgische Forschung. Recherches Chirurgicales Europeennes. 45, 50-59 (2010).
  13. Dubuis, C., et al. Atorvastatin-loaded hydrogel affects the smooth muscle cells of human veins. The Journal of pharmacology and experimental. 347, 574-581 (2013).
  14. Deglise, S., et al. Increased connexin43 expression in human saphenous veins in culture is associated with intimal hyperplasia. Journal of Vascular Surgery. 41, 1043-1052 (2005).
  15. Muto, A., Model, L., Ziegler, K., Eghbalieh, S. D., Dardik, A. Mechanisms of vein graft adaptation to the arterial circulation: insights into the neointimal algorithm and management strategies. Circulation Journal : Official Journal of the Japanese Circulation Society. 74, 1501-1512 (2010).
  16. Tao, M., et al. A simplified murine intimal hyperplasia model founded on a focal carotid stenosis. The American Journal of Pathology. 182, 277-287 (2013).
  17. Berard, X., et al. Salvage treatment for venous aneurysm complicating vascular access arteriovenous fistula: use of an exoprosthesis to reinforce the vein after aneurysmorrhaphy. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery : the Official Journal of the European Society for Vascular Surgery. 40, 100-106 (2010).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم