Förfarande för mänskliga vena Vener<em> Ex Vivo</em> Perfusion och extern Förstärkning
Summary
De mekanismer som leder till utvecklingen av intimal hyperplasi (IH) och ventransplantat misslyckande är fortfarande dåligt kända. Denna studie beskriver en ex vivo-system för att BEGJUTA mänskliga ådror under kontrollerad flöde och tryck. Dessutom effektiviteten av extern nätarmering att begränsa utvecklingen av IH utvärderades.
Abstract
Grunden för samtida terapier för omfattande aterosklerotiska kärlsjukdomar är venös bypass graft. Emellertid är dess hållbarhet hotas av intimal hyperplasi (IH) som så småningom leder till kärlocklusion och transplantat misslyckande. Mekaniska krafter, särskilt låg skjuvspänning och hög mur spänning, tros initiera och upprätthålla dessa cellulära och molekylära förändringar, men deras exakta bidrag återstår att redas ut. För att selektivt utvärdera rollen av tryck och skjuvspänning på biologi IH, var en ex vivo perfusionssystem (VVD) skapas för att BEGJUTA segment av humana vena vener enligt arteriell regim (hög skjuvning stress och högt tryck). Ytterligare tekniska innovationer tillät samtidig perfusion av två segment av samma anda, en förstärkt med ett externt nät. Vener skördades med hjälp av en no-touch teknik och omedelbart till laboratoriet för montering i VVD. Ett segment av den nyligen isolrerad venen inte perfunderades (kontroll, dag 0). De två övriga segmenten perfunderades i upp till 7 dagar, varvid en helt skyddad med ett 4 mm (diameter) externt nät. Trycket, flödeshastighet och puls kontinuerligt övervakas och justeras för att efterlikna de hemodynamiska förhållandena i lårbensartären. Efter avslutad perfusion, var vener demonteras och användas för histologiska och molekylär analys. Under ex vivo förhållanden, högtrycks perfusion (arteriell, medelvärde = 100 mm Hg) är tillräcklig för att generera IH och ombyggnad av humana vener. Dessa förändringar är reducerade i närvaro av en extern polyesternät.
Introduction
Hjärt-kärlsjukdomar är den främsta orsaken till sjuklighet och dödlighet i västvärlden en. Trots framstegen inom endovaskulära behandlingar förblir bypass operation grunden för samtida terapier, alltså mer än en halv miljon ventransplantat utförs årligen i USA. Trots decennier av forskning, 30-60% lägre extremitet ventransplantat misslyckas inom de första åren på grund av intimahyperplasi (IH) 2. Mekaniska krafter, särskilt låg skjuvspänning (SS) och hög mur spänning, är avgörande för initiering och utveckling av denna hyperplastiska effekten 3,4. För att lösa detta, var en ex vivo vener perfusionssystem (VVD) genereras för att studera under strikt kontrollerade hemodynamiska förhållanden (tryck och skjuvspänning), beteende humana vena ådror. I denna studie efter insättning i den arteriella-liknande cirkulation, högt tryck (medelvärde = 100 mm Hg) var tillräcklig för att stimulera proliftion och migration av glatta muskelceller in i intima-skiktet (IH) 5.
Däggdjurs studier har föreslagit att använda extern förstärkning som en effektiv metod för att stödja "arterialized ven" och motverka den akuta hemodynamiska förändringar venen ansikten gång implanteras i en arteriell miljö. Nätet förhindras över buk, ökad skjuvspänning och minskad väggspänning och därmed IH 6-10. Men de bakomliggande mekanismerna och dess tillämplighet på mänskliga ådror förbättra bypass öppenhet har inte beskrivits fullständigt. Våra VVD användes för att jämföra, Tillstånds imiterar förändringarna en ven ansikten gång införda i en arteriell regim (hög skjuvning stress och press), beteende humana vena vener i frånvaro och närvaro av en extern makroporös polyester tubulär mesh. Genom att förhindra patologisk ombyggnad och IH, mask lade fram bevis för dess potentiella kliniska effektivitet 11 </sup>.
Denna studie 1) införs en modell av ex vivo humana vena ådror perfusion under kontrollerade tryck och skjuvspänning 2) visar att extern makroporös polyesternät minskar IH och ger viktig information om dess potentiella kliniska tillämpning.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denna studie avslöjar en ex vivo ven perfusionssystem (VVD) för att utföra omfattande hemodynamiska studier i mänskliga ådror. Detta system möjliggör vena ådror perfusion under definierade hemodynamiska parametrar i avsaknad av försvårande inflammatoriska och tillväxtfaktorer frigörs av cirkulerande celler in vivo. Således ger det en bättre förståelse av de underliggande involverade i kontrollen av IH i humana vener transplantat 5,11,12,15.
Reprod…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete har finansierats med bidrag från SNF [31003A-138.528], den Octav och Marcella Botnar Foundation, Novartis Foundation och Emma Muschamp Foundation. Vi tackar Martine Lambelet, och Jean-Christophe Stehle för deras utmärkta teknisk hjälp.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| RPMI 1640 – Glutamax | Life Technologies | 61870-010 | |
| Penicilline/Streptomycine/Fungizone | Bioconcept | 4-02F00-H | |
| Dextran from Leuconostoc spp. 500 gr. | Sigma-Aldrich | 31390 | |
| Tampon PBS CHUV pH 7.1-7.3 1 lt. | Laboratorium und Grosse Apotheke Dr. G. Bichsel AG | 100 0 324 00 | |
| Cryosectionning embedding medium – Tissue-Tek OCT Compound | Fisher Scientific | 14-373-65 | |
| Silicon Tubing (Peroxide) L/S 16 (96400-16 ) – 7.5m | Idex Health & Science GMBH | MF0037ST | |
| Y-splitter | Idex Health & Science GMBH | Y-connector | |
| 35 mm Culture dish | Sigma-Aldrich | CLS430165-100EA | |
| 15 ml Falcon tube | BD Bioscence | 352096 | |
| 50 ml Falcon tube | BD Bioscence | 352098 | |
| Gearing pump – Reglo-Z | Idex Health & Science GMBH | SM 895 | App-Nr 03736-00194 |
| Pump Head | Idex Health & Science GMBH | MI0008 | |
| Monitoring Kit TRANSPAC IV | icumedical | 011-0J736-01 | |
| 20 mL Syringes | B. Braun Medical SA | 4612041-02 | |
| Etibon 3-0 FS-2 | Ethicon- Johnson&Johnson | EH7346H | |
| Mesh ProVena 6-8mm | B. Braun Medical SA | 1105012-14 | |
| NaCl: Sodium Chlorure Solution perfusion 0.9% (100 ml) | B. Braun Medical SA | 534534 | |
| Masterflex L/S Standard Drive | Cole-Parmer Instrument Co | 7521-10 | |
| Acquisition card | National Instruments | PCI-6024 E | |
| Flowmeter module | Transonic Systems Inc. | TS410 and T402 | |
| Stopcock with 3-ways | BD Connexta Luerlock | 394600 | |
| Millex Filter | Milian | SE2M229I04 |
Riferimenti
- 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).
- 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).
- 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).
- 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, S19-S29 (2011).
- 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).
- 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).
- Jeremy, J. Y., et al. On the biology of saphenous vein grafts fitted with external synthetic sheaths and stents. Biomaterials. 28, 895-908 (2007).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
