A Rabbit Venous Interposition Model Mimicking Revascularization Surgery using Vein Grafts to Assess Intimal Hyperplasia under Arteriellen Blutdruck
May 15th, 2020
Das vorliegende Protokoll zielt darauf ab, experimentell venöse Intimhyperplasie zu erzeugen, indem Venen arteriellen Blutdruck für die Entwicklung von Strategien zur Abschwächung venöser Intimhyperplasie nach Revaskularisationsoperationen mit Venentransplantaten ausgesetzt werden.
Unser Protokoll bietet ein einfaches, kostengünstiges, reproduzierbares und klinisch relevantes Modell für Forscher auf dem Gebiet der venösen Intimhyperplasie. Unser Protokoll ist wirtschaftlich, klinisch und technisch ausgewogen. Daher ist es sehr empfehlenswert für Forscher, die ihre In-vitro-Ergebnisse auf eine In-vivo-Einstellung anwenden möchten.
Wir glauben, dass unser Protokoll auf ein größeres Tiermodell für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien bei ischämischen Herz- und Unterextremitätskrankheiten angewendet werden kann. Unser Protokoll ist vor allem für den Bereich der Herz-Kreislauf-Chirurgie relevant. Jedoch, Es kann auch verwendet werden, um degenerative Veränderungen in arteriovenösen Fisteln bei Patienten mit Nierenerkrankungen im Endstadium anzugehen.
Nach lokaler Anästhesie, und prophylaktische Antibiotikum analgetikatische Verabreichung, desinfizieren Sie die chirurgische Stelle mit 10%povidon-jod. Und machen Sie einen 50 bis 60 Millimeter Schnitt mit einem chirurgischen Skalpell im Zervixbereich des anästhesisierten männlichen japanischen weißen Kaninchens. Sezieren Sie die subkutanen Gewebe und Faszien unverblümt, um ein 20 bis 30 Millimeter großes Segment der Jugularvene freizulegen.
Und verwenden Sie 4-0 Seidennähte, um alle Zweige der exponierten Vene zu ligten. Legen Sie eine 2-0 Seidennaht um die inneren und äußeren Jugularvenen und machen Sie einen ein Millimeter Schnitt in der venösen Wand der distalen Seite der Vene. Legen Sie einen 2-französischen Ballonkatheter vom Schnitt in Richtung der proximalen Seite der Vene ein.
Und ligate die 2:0 Seidennaht an den distalen Stellen der Jugularvenen. Aufblasen Sie den Ballon mit 200 Mikroliter Luft. Und verwenden Sie den Ballon, um die Intima der Vene dreimal für endotheliale Peeling zu denunzieren.
Nach dem dritten Durchgang, ligate das proximale Ende der Vene und schnitt die Vene an der distalen Stelle. Dann legen Sie einen 20 Gauge intravenösen Katheter in die geerntete Vene von der distalen in die proximale Richtung, und schneiden Sie die Vene an der proximalen Stelle. Um die Halsschlagader mit der Erntejugularvene zu durchondieben, legen Sie ein 20 bis 30 Millimeter großes Segment der ipsilateralen Halsschlagader aus.
Und trennen Sie die Arterie sorgfältig von der nahen Vene und Nerven. Ligate alle Zweige der exponierten Vene mit 4-0 Seidennaht. Und intravenös 200 internationale Einheiten pro Kilogramm Heparin-Natrium verabreichen.
Klemmen Sie die proximalen und distalen Enden der Arterie mit chirurgischen Gummiklemmen. Und schneiden Sie die Arterie zwischen den Klammern. Injizieren Sie normale Saline in die eingeschnittene Karotisarterie proximal und distally, um die Arterie zu distend.
Und legen Sie die Erntevene in der Nähe der Arterie, um das Gefäß in einer umgekehrten End-to-End-Manier anzuastomose. Um das proximale Ende der Vene an das distale Ende der Arterie anzutreiben, legen Sie zwei Ankerstiche von 8-0 Polypropylen an der Stelle und der gegenüberliegenden Stelle. Fügen Sie Stiche an der Oberseite der Anastomoselinie zwischen den Ankerstichen hinzu.
Drehen Sie die Arterie und die Venentransplantation auf den Kopf. Und fügen Sie Stiche auf den verbleibenden Teil der Anastomose-Linie. Als nächstes entfernen Sie den intravenösen Katheter aus der Vene und klemmen Sie das Venentransplantat proximal.
Declamp die Halsschlagader distally. Und beobachten, ob sich die Venentransplantation allmählich ausdehnt. Verwenden von 8-0 Polypropylen unterbrochennähte Nähte, anastomose das distale Ende der Vene an das proximale Ende der Arterie.
Und entklemmen Sie die Arterie, um Blutungen von den Anastomose-Stellen zu überprüfen. Schließlich ligate die innere Halsschlagader mit einer 4-0 Seidennaht, um einen schlechten Ablaufzeitzustand zu simulieren und intimale Hyperplasie zu erleichtern. Dann reinigen Sie die Wunde mit Saline.
Schließen Sie den Schnitt mit 3-0 Polyglactin 910 in Schichten. Und lassen Sie das Kaninchen vollständig mit Überwachung erholen, bevor sie das Tier in seinen Hauskäfig zurück. In diesem repräsentativen Bild kann eine erfolgreiche Intimhyperplasie nach 2 Wochen nach venöser Interpositionsoperation beobachtet werden.
Hierkönnen die therapeutischen Wirkungen von microRNA-145 geladenen Poly(Milch-Co-Glykolsäure)Nanopartikeln auf die intime Hyperplasie-Morphologie beobachtet werden. Tatsächlich führt die Behandlung mit microRNAs, die mit Poly(Milch-Co-Glykolsäure)-Nanopartikeln beladen sind, zu einer signifikanten Dämpfung der intimalen Hyperplasie. Darüber hinaus zeigt die Immunfärbung für Ki-67, einen zellproliferativen Marker, weniger Ki-67-positive Zellen innerhalb der behandelten microRNA-145-Gruppe, was auf eine Phänotypänderung in den vaskulären glatten Muskelzellen vom unreifen proliferativen Zustand in den reifen kontraktilen Zustand hindeutet.
Das Hauptziel unseres Protokolls ist es, die Durchgängigkeit des implantierten Transplantats zu erreichen. Es ist auch wichtig zu bestätigen, dass sich das Transplantat nach der Declamping der Halsschlagader ausdehnt.
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Überblick
Dieses Protokoll bietet ein kostengünstiges und reproduzierbares Modell zur Untersuchung venöser intimaler Hyperplasie durch die Exposition von Venen an arteriellen Blutdruck. Es ist relevant für Forscher, die Behandlungsstrategien für Erkrankungen im Zusammenhang mit ischämischen Herz- und unteren Extremitätenerkrankungen entwickeln wollen.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Herz- und Gefäßchirurgie
- Venöse intimale Hyperplasie
- Revaskularisationschirurgie
Hintergrund
- Venöse intimale Hyperplasie ist eine häufige Komplikation nach Venentransplantationsverfahren.
- Das Verständnis der Mechanismen hinter diesem Zustand ist entscheidend für die Verbesserung chirurgischer Ergebnisse.
- Aktuelle Modelle können das klinische Szenario möglicherweise nicht angemessen replizieren.
- Dieses Protokoll zielt darauf ab, diese Lücke zu füllen, indem es ein relevantes experimentelles Modell bereitstellt.
Zweck der Studie
- Ein Modell der venösen intimalen Hyperplasie zu erstellen.
- Strategien zur Minderung dieses Zustands nach der Operation zu entwickeln.
- Die Übertragung von In-vitro-Ergebnissen auf In-vivo-Anwendungen zu erleichtern.
Verwendete Methoden
- Anwendung von arteriellen Blutdruck auf Venen.
- Bewertung der Entwicklung der intimalen Hyperplasie.
- Evaluierung potenzieller Behandlungsstrategien.
- Verwendung eines größeren Tiermodells für weitere Forschung.
Hauptergebnisse
- Das Protokoll ist wirtschaftlich und klinisch ausgewogen.
- Es ermöglicht reproduzierbare Ergebnisse, die für menschliche Erkrankungen relevant sind.
- Potenzielle Anwendungen zur Behandlung degenerativer Veränderungen in arteriovenösen Fisteln.
- Fördert weitere Forschung zu ischämischen Erkrankungen.
Schlussfolgerungen
- Dieses Modell kann erheblich zur Verständnis der venösen intimalen Hyperplasie beitragen.
- Es ist ein wertvolles Werkzeug für Forscher in der Herz- und Gefäßchirurgie.
- Zukünftige Studien könnten zu verbesserten Behandlungsstrategien für betroffene Patienten führen.
Häufig gestellte Fragen
Executive Industry Relevance
This model enables preclinical evaluation of therapeutic strategies targeting venous intimal hyperplasia, a key failure mode in vascular graft revascularization. By replicating arterial pressure exposure in a surgically accessible venous interposition system, it supports mechanistic de-risking of anti-proliferative interventions before costly large-animal or clinical testing. The platform enhances predictive confidence in target validation for vascular smooth muscle phenotype modulation, directly informing go/no-go decisions in cardiovascular therapeutic development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses targeting vascular smooth muscle cell phenotype switching from proliferative to contractile state.
- Operational Value: Provides a reproducible in vivo system to validate target engagement and functional impact of molecular interventions like miR-145 delivery.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable histopathological endpoints (intimal thickness, Ki-67 positivity) for dose-response assessment of candidate therapeutics.
- Operational Value: Supports standardization of venous graft preparation and arterial coupling for consistent phenotypic readouts across studies.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Bridges in vitro findings (e.g., miR-145 effects on VSMCs) to physiologically relevant arterial pressure conditions in vivo.
- Operational Value: Facilitates longitudinal monitoring of graft patency and hyperplasia progression, enabling longitudinal efficacy studies.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the cardiovascular discovery continuum, supporting target validation after in vitro screening and prior to preclinical efficacy testing in larger models or clinical translation.
- Discovery Biology: Tests mechanistic hypotheses about vascular remodeling pathways under pathophysiological mechanical stress.
- Screening: Delivers quantitative histological and immunohistochemical outputs to rank-order therapeutic candidates.
- Analytics: Enables morphometric and proliferative index analysis (e.g., intimal hyperplasia area, Ki-67+) to compare treatment effects.
- Translational Research: Provides disease-relevant venous graft environment to assess continuity of mechanism from cell culture to tissue-level outcome.
- Enterprise Reuse: Establishes a standardized surgical platform adaptable to multiple therapeutic modalities ( nucleic acids, drugs, biologics) for vascular graft improvement.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity in vascular graft failure by isolating intimal hyperplasia as a pressure-dependent process.
- Operational Value: Offers a cost-effective, reproducible model with limited invasiveness, supporting longitudinal studies and reduced animal use.
- Strategic Value: Improves go/no-go criteria by predicting clinical graft failure risk based on hyperplasia attenuation efficacy.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of vascular therapeutic candidates targeting smooth muscle phenotype modulation.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microvascular surgical techniques and venous/arterial anastomosis in small mammals.
- Dependent on access to surgical equipment (microsurgical instruments, sutures, balloon catheters, heparin) and postoperative monitoring facilities.
- Necessitates standardized protocols for venous harvest, intimal denusion, and arterial coupling to ensure model reproducibility.
- Adaptation to larger animal models may require scaling of vessel size, suture gauge, and anticoagulant dosing while preserving arterial pressure exposure.
- Outcome assessment depends on histological processing and immunohistochemical staining capabilities for endpoints like intimal thickness and Ki-67.
