Un modelo de interposición venosa de conejo imitando la cirugía de revascularización usando injertos de vena para evaluar la hiperplasia intimal bajo presión arterial arterial
May 15th, 2020
El presente protocolo tiene como objetivo crear experimentalmente hiperplasia intimal venosa sometiendo las venas a la presión arterial para desarrollar estrategias para atenuar la hiperplasia intimal venosa después de la cirugía de revascularización mediante injertos de venas.
Nuestro protocolo proporciona un modelo fácil, rentable, reproducible y clínico relevante para investigadores en el campo de la hiperplasia intimal venosa. Nuestro protocolo es económica, clínica y técnicamente equilibrado. Por lo tanto, es muy recomendable para los investigadores que quieren aplicar sus resultados in vitro a un entorno in vivo.
Creemos que nuestro protocolo se puede aplicar a un modelo animal más grande para el desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento en enfermedades isquémicas del corazón y de las extremidades inferiores. Nuestro protocolo es principalmente relevante para el campo de la cirugía cardiovascular. Sin embargo, también se puede utilizar para abordar cambios degenerativos en las fístulas arteriovenosas en pacientes con enfermedad renal terminal.
Después de la administración analgésica anestésica local y profiláctica, desinfecte el sitio quirúrgico con 10%povidona-yodo. Y hacer una incisión de 50 a 60 milímetros con un bisturí quirúrgico en la región cervical del macho anestesiado conejo blanco japonés. Disecciona rotulosamente los tejidos subcutáneos y la fascia para exponer un segmento de 20 a 30 milímetros de la vena yugular.
Y usa suturas de seda 4-0 para ligar todas las ramas de la vena expuesta. Coloque una sutura de seda 2-0 alrededor de las venas yugulares internas y externas y haga una incisión de un milímetro en la pared venosa del lado distal de la vena. Inserte un catéter de globo de 2 francos desde el corte hacia el lado proximal de la vena.
Y ligar la sutura de seda 2-0 en los sitios distales de las venas yugulares. Inflar el globo con 200 microlitros de aire. Y usa el globo para denude la intima de la vena tres veces para la exfoliación endotelial.
Después del tercer pasaje, ligar el extremo proximal de la vena y cortar la vena en el sitio distal. A continuación, inserte un catéter intravenoso de calibre 20 en la vena cosechada desde la dirección distal hasta la proximal, y corte la vena en el sitio proximal. Para interponer la arteria carótida con la vena yugular de la cosecha, exponga un segmento de 20 a 30 milímetros de la arteria carótida ipsilateral.
Y separe la arteria cuidadosamente de la vena y el nervio cercanos. Ligar todas las ramas de la vena expuesta con sutura de seda 4-0. Y administrar por vía intravenosa 200 Unidades Internacionales por kilogramo de heparina sódica.
Sujete los extremos proximal y distal de la arteria con abrazaderas quirúrgicas de goma. Y corta la arteria entre las abrazaderas. Inyectar solución salina normal en la arteria carótida incisada proximally y distalmente para distender la arteria.
Y coloque la vena de la cosecha cerca de la arteria para anastomose el vaso de una manera invertida de extremo a extremo. Para anastomose el extremo proximal de la vena hasta el extremo distal de la arteria, coloque dos puntos de anclaje de 8-0 polipropileno en el sitio y en el sitio opuesto. Agregue puntos de sutura en la parte superior de la línea de anastomosis entre los puntos de anclaje.
Voltee la arteria y el injerto de venas boca abajo. Y agregue puntos de sutura en la parte restante de la línea de anastomosis. A continuación, retire el catéter intravenoso de la vena y sujete el injerto venoso proximally.
Declamp la arteria carótida distalmente. Y observe si el injerto de vena se expande gradualmente. Uso de 8-0 polipropileno interrumpido suturas, anastomose el extremo distal de la vena hasta el extremo proximal de la arteria.
Y declampe la arteria para comprobar si hay sangrado de los sitios de anastomosis. Finalmente, ligar la arteria carótida interna con una sutura de seda 4-0 para simular una mala condición de escorrentía y facilitar la hiperplasia íntima. A continuación, limpie la herida con solución salina.
Cierre la incisión con 3-0 poliglactin 910 en capas. Y permitir que el conejo se recupere completamente con monitoreo antes de devolver el animal a su jaula de origen. En esta imagen representativa, se puede observar una hiperplasia íntima exitosa a las 2 semanas después de la cirugía de interposición venosa.
Aquí, se pueden observar los efectos terapéuticos de las nanopartículas de poli(ácido láctico-co-glicólico cargados de microRNA-145 en la morfología de la hiperplasia íntima. De hecho, el tratamiento con microRNAs cargados con nanopartículas poli(ácido láctico-co-glicólico)resulta en una atenuación significativa de la hiperplasia intimal. Además, la inmunostaining para Ki-67, un marcador proliferativo celular, revela menos células Ki-67 positivas dentro del grupo tratado con microRNA-145 que indica un cambio de fenotipo en las células musculares lisas vasculares desde el estado proliferativo inmaduro hasta el estado contráctil maduro.
El objetivo principal de nuestro protocolo es lograr la patencia del injerto implantado. También es importante confirmar que el injerto se expande después de declampar la arteria carótida.
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Visión general
Este protocolo proporciona un modelo rentable y reproducible para estudiar la hiperplasia intimal venosa mediante la exposición de las venas a la presión arterial. Es relevante para los investigadores que buscan desarrollar estrategias de tratamiento para afecciones relacionadas con enfermedades isquémicas del corazón y de las extremidades inferiores.
Componentes clave del estudio
Área de la ciencia
- Cirugía cardiovascular
- Hiperplasia intimal venosa
- Cirugía de revascularización
Antecedentes
- La hiperplasia intimal venosa es una complicación común después de los procedimientos de injerto venoso.
- Comprender los mecanismos detrás de esta condición es crucial para mejorar los resultados quirúrgicos.
- Los modelos actuales pueden no replicar adecuadamente el escenario clínico.
- Este protocolo tiene como objetivo llenar ese vacío al proporcionar un modelo experimental relevante.
Propósito del estudio
- Crear un modelo de hiperplasia intimal venosa.
- Desarrollar estrategias para mitigar esta condición después de la cirugía.
- Facilitar la traducción de hallazgos in vitro a aplicaciones in vivo.
Métodos utilizados
- Aplicación de presión arterial arterial a las venas.
- Evaluación del desarrollo de la hiperplasia intimal.
- Evaluación de posibles estrategias de tratamiento.
- Uso de un modelo de animales más grandes para investigaciones adicionales.
Principales resultados
- El protocolo está equilibrado económica y clínicamente.
- Permite resultados reproducibles relevantes para las condiciones humanas.
- Aplicaciones potenciales para abordar cambios degenerativos en fístulas arteriovenosas.
- Fomenta más investigaciones sobre enfermedades isquémicas.
Conclusiones
- Este modelo puede ayudar significativamente a comprender la hiperplasia intimal venosa.
- Es una herramienta valiosa para los investigadores en cirugía cardiovascular.
- Estudios futuros pueden conducir a estrategias de tratamiento mejoradas para pacientes afectados.
Preguntas frecuentes
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.
