A Rabbit Venous Interposition Model Mimicking Revascularization Surgery using Vein Grafts to Assess Intimal Hyperplasia under Arteriellen Blutdruck
15. Mai 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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Übersicht
Dieses Protokoll bietet ein kostengünstiges und reproduzierbares Modell zur Untersuchung der venösen intimalen Hyperplasie durch Exposition von Venen gegenüber arteriellem Blutdruck. Es ist relevant für Forscher, die darauf abzielen, Behandlungsstrategien für Erkrankungen im Zusammenhang mit ischämischer Herzkrankheit und Erkrankungen der unteren Extremitäten zu entwickeln.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Kardiovaskuläre Chirurgie
- venöse intime Hyperplasie
- Revascularisationschirurgie
Hintergrund
- Venöse intimale Hyperplasie ist eine häufige Komplikation nach Venentransplantationen.
- Das Verständnis der Mechanismen dieser Erkrankung ist entscheidend, um die chirurgischen Ergebnisse zu verbessern.
- Aktuelle Modelle können das klinische Szenario möglicherweise nicht ausreichend nachbilden.
- Dieses Protokoll zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem es ein relevantes experimentelles Modell bereitstellt.
Zweck der Studie
- Um ein Modell der venösen intimalen Hyperplasie zu erstellen.
- Um Strategien zur Minderung dieses Zustands nach der Operation zu entwickeln.
- Um die Übertragung von In-vitro-Ergebnissen auf In-vivo-Anwendungen zu erleichtern.
Verwendete Methoden
- Anwendung des arteriellen Blutdrucks auf Venen.
- Beurteilung der Entwicklung einer intimalen Hyperplasie.
- Überprüfung möglicher Behandlungsstrategien.
- Verwendung eines größeren Tiermodells für weitere Forschungsarbeiten.
Hauptergebnisse
- Das Protokoll ist ökonomisch und klinisch ausgewogen.
- Es ermöglicht reproduzierbare Ergebnisse, die für menschliche Bedingungen relevant sind.
- Mögliche Anwendungen bei der Behandlung degenerativer Veränderungen in arteriovenösen Fisteln.
- Fördert weitere Forschung zu ischämischen Erkrankungen.
Schlussfolgerungen
- Dieses Modell kann das Verständnis der venösen intimalen Hyperplasie erheblich verbessern.
- Es ist ein wertvolles Werkzeug für Forscher auf dem Gebiet der kardiovaskulären Chirurgie.
- Zukünftige Studien könnten zu verbesserten Behandlungsstrategien für betroffene Patienten führen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Dieses Modell ermöglicht die präklinische Bewertung therapeutischer Strategien, die auf die venöse intimalen Hyperplasie abzielen, eine wesentliche Ursache für das Versagen bei der Revascularisierung mit vaskulären Transplantaten. Durch die Nachbildung arteriellen Drucks in einem chirurgisch zugänglichen venösen Interpositionssystem unterstützt es die mechanistische Risikominderung anti-proliferativer Interventionen, bevor kostspielige Tierversuche an Großtieren oder klinische Studien durchgeführt werden. Die Plattform erhöht die Vorhersagesicherheit bei der Zielstruktur-Validierung zur Modulation des Phänotyps der vaskulären glatten Muskulatur und liefert damit direkte Entscheidungsgrundlagen für Go/No-Go-Entscheidungen in der kardiovaskulären Therapieentwicklung.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen, die auf die Phänotypumstellung vaskulärer glatter Muskelzellen vom proliferativen zum kontraktilen Zustand abzielen.
- Operativer Wert: Bietet ein reproduzierbares In-vivo-System zur Validierung der Zielmolekülbindung und des funktionellen Effekts molekularer Interventionen wie der Abgabe von miR-145.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Erzeugt quantifizierbare histopathologische Endpunkte (Intimadickte, Ki-67-Positivität) zur Dosis-Wirkungs-Bewertung von Wirkstoffkandidaten.
- Operationaler Wert: Unterstützt die Standardisierung der venösen Transplantatpräparation und arteriellen Kopplung für konsistente phänotypische Ausleseergebnisse über verschiedene Studien hinweg.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Verbindet in-vitro-Befunde (z. B. die Wirkung von miR-145 auf glatte Gefäßmuskelzellen) mit physiologisch relevanten arteriellen Druckbedingungen in vivo.
- Operativer Wert: Ermöglicht die longitudinale Überwachung der Transplantatpatenz und des Fortschreitens der Hyperplasie und damit longitudinale Wirksamkeitsstudien.
Pipeline- und Workflow-Integration
Das Modell fügt sich in den Kontinuum der kardiovaskulären Forschung ein und unterstützt die Target-Validierung nach einem In-vitro-Screening und vor der präklinischen Wirksamkeitsprüfung in größeren Modellen oder der klinischen Anwendung.
- Entdeckungsbiologie: Überprüft mechanistische Hypothesen zu Signalwegen der vaskulären Umbildung unter pathophysiologischem mechanischem Stress.
- Screening: Liefert quantitative histologische und immunhistochemische Ergebnisse zur Rangfolgeeinteilung therapeutischer Kandidaten.
- Analytik: Ermöglicht die Analyse morphometrischer Parameter und des proliferativen Index (z. B. Bereich der intimalen Hyperplasie, Ki-67+) zum Vergleich von Behandlungseffekten.
- Translationale Forschung: Bietet ein krankheitsrelevantes venöses Transplantatmilieu, um die Kontinuität des Wirkmechanismus vom Zellkulturmodell bis zum geweblichen Endpunkt zu bewerten.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine standardisierte chirurgische Plattform, die an verschiedene therapeutische Modalitäten (Nukleinsäuren, Arzneistoffe, Biologika) zur Verbesserung vaskulärer Transplantate angepasst werden kann.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Verringert die mechanistische Unklarheit beim Versagen vaskulärer Transplantate, indem die intimalen Hyperplasie als druckabhängiger Prozess isoliert wird.
- Operativer Wert: Bietet ein kostengünstiges, reproduzierbares Modell mit geringer Invasivität, das Längsschnittstudien unterstützt und den Tierversuchsaufwand reduziert.
- Strategischer Wert: Verbessert die Go/No-Go-Kriterien, indem das klinische Risiko des Transplantatversagens basierend auf der Wirksamkeit der Hyperplasie-Reduktion vorhergesagt wird.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung vaskulärer therapeutischer Kandidaten, die auf die Modulation des glatten Muskelphänotyps abzielen.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in mikrovaskularen chirurgischen Techniken und venösen/arteriellen Anastomosen an kleinen Säugetieren.
- Setzt den Zugang zu chirurgischen Geräten (mikrochirurgische Instrumente, Nähte, Ballonkatheter, Heparin) und Einrichtungen zur postoperativen Überwachung voraus.
- Erfordert standardisierte Protokolle für die Venenentnahme, die Entfernung der Intima und die arterielle Kopplung, um die Reproduzierbarkeit des Modells sicherzustellen.
- Die Anpassung an größere Tiermodelle kann eine Skalierung der Gefäßgröße, der Nahtstärke und der Antikoagulansdosierung erfordern, wobei die arterielle Druckexposition erhalten bleiben muss.
- Die Beurteilung der Ergebnisse hängt von der histologischen Aufarbeitung und den Möglichkeiten der immunhistochemischen Färbung für Endpunkte wie Intimadicken und Ki-67 ab.
